MOS管由多數(shù)載流子參與導(dǎo)電,也稱為單*型晶體管。它屬于電壓控制型半導(dǎo)體器件。具有輸入電阻高(10^7~10^12Ω)、噪聲小、功耗低、動(dòng)態(tài)范圍大、易于集成、沒有二次擊穿現(xiàn)象、安全工作區(qū)域?qū)挼葍?yōu)點(diǎn),現(xiàn)已成為雙*型晶體管和功率晶體管的強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)者。
如何正確選擇MOS管?選型四要領(lǐng)
1)用N溝道或P溝道?
選擇好MOS管器件的*步是決定采用N溝道還是P溝道MOS管。在典型的功率應(yīng)用中,當(dāng)一個(gè)MOS管接地,而負(fù)載連接到干線電壓上時(shí),該MOS管就構(gòu)成了低壓側(cè)開關(guān)。在低壓側(cè)開關(guān)中,應(yīng)采用N溝道MOS管,這是出于對(duì)關(guān)閉或?qū)ㄆ骷桦妷旱目紤]。當(dāng)MOS管連接到總線及負(fù)載接地時(shí),就要用高壓側(cè)開關(guān)。通常會(huì)在這個(gè)拓?fù)渲胁捎肞溝道MOS管,這也是出于對(duì)電壓驅(qū)動(dòng)的考慮。
2)確定MOS管的額定電流
該額定電流應(yīng)是負(fù)載在所有情況下能夠承受的*大電流。與電壓的情況相似,確保所選的MOS管能承受這個(gè)額定電流,即使在系統(tǒng)產(chǎn)生尖峰電流時(shí)。兩個(gè)考慮的電流情況是連續(xù)模式和脈沖尖峰。在連續(xù)導(dǎo)通模式下,MOS管處于穩(wěn)態(tài),此時(shí)電流連續(xù)通過器件。脈沖尖峰是指有大量電涌(或尖峰電流)流過器件。一旦確定了這些條件下的*大電流,只需直接選擇能承受這個(gè)*大電流的器件便可。
3)選擇MOS管的下一步是系統(tǒng)的散熱要求
須考慮兩種不同的情況,即*壞情況和真實(shí)情況。建議采用針對(duì)*壞情況的計(jì)算結(jié)果,因?yàn)檫@個(gè)結(jié)果提供更大的安全余量,能確保系統(tǒng)不會(huì)失效。
4)選擇MOS管的*后一步是決定MOS管的開關(guān)性能
影響開關(guān)性能的參數(shù)有很多,但*重要的是柵*/漏*、柵*/源*及漏*/源*電容。這些電容會(huì)在器件中產(chǎn)生開關(guān)損耗,因?yàn)樵诿看伍_關(guān)時(shí)都要對(duì)它們充電。MOS管的開關(guān)速度因此被降低,器件效率也下降。為計(jì)算開關(guān)過程中器件的總損耗,要計(jì)算開通過程中的損耗(Eon)和關(guān)閉過程中的損耗(Eoff)。
需要注意哪些細(xì)節(jié)?整理如下:
MOS管導(dǎo)通后的無方向性,MOS在加壓導(dǎo)通后,就類似于一根導(dǎo)線,只具有電阻特性,無導(dǎo)通壓降,通常飽和導(dǎo)通電阻為幾到幾十毫歐,且無方向性,允許直流和交流電通過。
?。?)為了安全使用MOS管,在線路的設(shè)計(jì)中不能超過管的耗散功率,*大漏源電壓、*大柵源電壓和*大電流等參數(shù)的*限值。
?。?)各類型MOS管在使用時(shí),都要嚴(yán)格按要求的偏置接入電路中,要遵守MOS管偏置的*性。如結(jié)型MOS管柵源漏之間是PN結(jié),N溝道管柵*不能加正偏壓;P溝道管柵*不能加負(fù)偏壓,等等。
(3)MOS管由于輸入阻抗*高,所以在運(yùn)輸、貯藏中必須將引出腳短路,要用金屬屏蔽包裝,以防止外來感應(yīng)電勢(shì)將柵*擊穿。尤其要注意,不能將MOSMOS管放入塑料盒子內(nèi),保存時(shí)*好放在金屬盒內(nèi),同時(shí)也要注意管的防潮。
?。?)為了防止MOS管柵*感應(yīng)擊穿,要求一切測(cè)試儀器、工作臺(tái)、電烙鐵、線路本身都必須有良好的接地;管腳在焊接時(shí),先焊源*;在連入電路之前,管的全部引線端保持互相短接狀態(tài),焊接完后才把短接材料去掉;從元器件架上取下管時(shí),應(yīng)以適當(dāng)?shù)姆绞酱_保人體接地如采用接地環(huán)等;當(dāng)然,如果能采用先進(jìn)的氣熱型電烙鐵,焊接MOS管是比較方便的,并且確保安全;在未關(guān)斷電源時(shí),*不可以把管插人電路或從電路中拔出。以上安全措施在使用MOS管時(shí)必須注意。
?。?)在安裝MOS管時(shí),注意安裝的位置要盡量避免靠近發(fā)熱元件;為了防管件振動(dòng),有必要將管殼體緊固起來;管腳引線在彎曲時(shí),應(yīng)當(dāng)大于根部尺寸5毫米處進(jìn)行,以防止彎斷管腳和引起漏氣等。
?。?)使用VMOS管時(shí)必須加合適的散熱器后。以VNF306為例,該管子加裝140×140×4(mm)的散熱器后,*大功率才能達(dá)到30W.
?。?)多管并聯(lián)后,由于*間電容和分布電容相應(yīng)增加,使放大器的高頻特性變壞,通過反饋容易引起放大器的高頻寄生振蕩。為此,并聯(lián)復(fù)合管管子一般不超過4個(gè),而且在每管基*或柵*上串接防寄生振蕩電阻。
?。?)結(jié)型MOS管的柵源電壓不能接反,可以在開路狀態(tài)下保存,而絕緣柵型MOS管在不使用時(shí),由于它的輸入電阻非常高,須將各電*短路,以免外電場(chǎng)作用而使管子損壞。
?。?)焊接時(shí),電烙鐵外殼必須裝有外接地線,以防止由于電烙鐵帶電而損壞管子。對(duì)于少量焊接,也可以將電烙鐵燒熱后拔下插頭或切斷電源后焊接。特別在焊接絕緣柵MOS管時(shí),要按源*-漏*-柵*的先后順序焊接,并且要斷電焊接。
?。?0)用25W電烙鐵焊接時(shí)應(yīng)迅速,若用45~75W電烙鐵焊接,應(yīng)用鑷子夾住管腳根部以幫助散熱。結(jié)型MOS管可用表電阻檔定性地檢查管子的質(zhì)量(檢查各PN結(jié)的正反向電阻及漏源之間的電阻值),而絕緣柵場(chǎng)效管不能用萬用表檢查,必須用測(cè)試儀,而且要在接入測(cè)試儀后才能去掉各電*短路線。取下時(shí),則應(yīng)先短路再取下,關(guān)鍵在于避免柵*懸空。
在要求輸入阻抗較高的場(chǎng)合使用時(shí),必須采取防潮措施,以免由于溫度影響使MOS管的輸入電阻降低。如果用四引線的MOS管,其襯底引線應(yīng)接地。陶瓷封裝的芝麻管有光敏特性,應(yīng)注意避光使用。
對(duì)于功率型MOS管,要有良好的散熱條件。因?yàn)楣β市蚆OS管在高負(fù)荷條件下運(yùn)用,必須設(shè)計(jì)足夠的散熱器,確保殼體溫度不超過額定值,使器件長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠地工作。
總而言之,為了保證MOS管安全使用,要注意的事項(xiàng)較多,廣大的專業(yè)技術(shù)人員,特別是廣大的電子愛好者,都要根據(jù)自己的實(shí)際情況出發(fā),采取切實(shí)可行的辦法,安全有效地用好MOS管。