Millised on MOSFETi funktsioonid?

MOSFETe on kahte peamist tüüpi: jagatud ristmiku tüüp ja isoleeritud värava tüüp. Junction MOSFET (JFET) on oma nime saanud, kuna sellel on kaks PN-ühendust ja isoleeritud väravMOSFET(JGFET) on nimetatud seetõttu, et värav on teistest elektroodidest täielikult isoleeritud. Praegu on isoleeritud paisuga MOSFET-ide hulgas kõige sagedamini kasutatav MOSFET, millele viidatakse kui MOSFET (metal-oxide-semiconductor MOSFET); lisaks on PMOS-i, NMOS-i ja VMOS-i toite-MOSFET-id, samuti hiljuti turule tulnud πMOS-i ja VMOS-i toitemoodulid jne.

 

Erinevate kanalite pooljuhtmaterjalide järgi jagunevad ristmiku tüüp ja isoleeriva värava tüüp kanaliks ja P-kanaliks. Juhtivusrežiimi järgi jagatud MOSFET-i saab jagada tühjenemise tüübiks ja täiustustüübiks. Kõik ristmiku MOSFET-id on tühjendustüüpi ja isoleeritud paisu MOSFET-id on nii tühjenemise kui ka täiustamise tüüpi.

Väljatransistorid võib jagada ristmikväljatransistoriteks ja MOSFETideks. MOSFETid jagunevad nelja kategooriasse: N-kanali tühjenemise tüüp ja täiustamise tüüp; P-kanali tühjenemise tüüp ja täiustamise tüüp.

 

MOSFETi omadused

MOSFETi karakteristikuks on lõunapaisu pinge UG; mis juhib selle äravoolu voolu ID-d. Võrreldes tavaliste bipolaarsete transistoridega on MOSFET-idel kõrge sisendtakistus, madal müratase, suur dünaamiline ulatus, madal energiatarve ja lihtne integreerimine.

 

Kui negatiivse eelpinge (-UG) absoluutväärtus suureneb, suureneb ammendumise kiht, kanal väheneb ja äravoolu voolu ID väheneb. Kui negatiivse eelpinge (-UG) absoluutväärtus väheneb, väheneb tühjenduskiht, kanal suureneb ja äravoolu voolu ID suureneb. On näha, et äravooluvoolu ID-d juhib paisupinge, seega on MOSFET pingega juhitav seade, st väljundvoolu muutusi juhitakse sisendpinge muutustega, et saavutada võimendus ja muudel eesmärkidel.

 

Sarnaselt bipolaarsetele transistoridele tuleks MOSFET-i kasutamisel sellistes ahelates nagu võimendus lisada ka selle paisule eelpinge.

Ühendusvälja efektitoru värav tuleks rakendada vastupidise eelpingega, see tähendab, et N-kanaliga torule tuleks rakendada negatiivset paisupinget ja P-kanali torule tuleb rakendada positiivset paisupinget. Tugevdatud isoleeritud paisu MOSFET peaks rakendama paisu päripinget. Tühjendusrežiimis isoleeriva MOSFET-i paisupinge võib olla positiivne, negatiivne või "0". Kallutatuse lisamise meetodid hõlmavad fikseeritud kallutatuse meetodit, isetarnitava kallutatuse meetodit, otsesidestusmeetodit jne.

MOSFETsellel on palju parameetreid, sealhulgas alalisvoolu parameetreid, vahelduvvoolu parameetreid ja piirparameetreid, kuid tavakasutuses peate tähelepanu pöörama ainult järgmistele põhiparameetritele: küllastunud äravooluallika vool IDSS-i pigistuspinge Üles, (ühendustoru ja tühjendusrežiim isoleeritud väravatoru või sisselülituspinge UT (tugevdatud isoleeritud väravatoru), ülejuhtivus gm, äravooluallika läbilöögipinge BUDS, maksimaalne võimsus hajumise PDSM ja maksimaalne äravooluallika vool IDSM.

(1) Küllastunud äravooluallika vool

Küllastunud äravooluallika vool IDSS viitab äravooluallika voolule, kui paisu pinge UGS = 0 ristmikul või tühjenemisega isoleeritud paisu MOSFETis.

(2) Väljatõmbepinge

Väljatõmbepinge UP viitab paisupingele, kui äravooluallika ühendus on ristmikul või tühjenemistüüpi isoleeritud paisu MOSFET-is just katkestatud. Nagu on näidatud 4-25 N-kanaliga toru UGS-ID kõvera jaoks, on IDSS ja UP tähendus selgelt näha.

(3) Sisselülituspinge

Sisselülituspinge UT viitab paisu pingele, kui äravooluallika ühendus on just tehtud tugevdatud isoleeritud paisu MOSFETis. Joonisel 4-27 on N-kanaliga toru UGS-ID kõver ja UT tähendus on selgelt näha.

(4) Läbijuhtivus

Transkonduktiivsus gm tähistab paisu allika pinge UGS võimet juhtida äravoolu voolu ID-d, st äravoolu voolu ID muutuse ja paisu allika pinge UGS muutuse suhet. 9 m on oluline parameeter võimendusvõime mõõtmiseksMOSFET.

(5) Äravooluallika rikkepinge

Äravooluallika läbilöögipinge BUDS viitab maksimaalsele äravooluallika pingele, mille MOSFET suudab vastu võtta, kui paisuallika pinge UGS on konstantne. See on piirav parameeter ja MOSFET-ile rakendatav tööpinge peab olema väiksem kui BUDS.

(6) Maksimaalne võimsuse hajumine

Maksimaalne võimsuse hajumine PDSM on ka piirparameeter, mis viitab maksimaalsele äravooluallika võimsuse hajumisele, mis on lubatud ilma MOSFETi jõudlust halvendamata. Kasutamisel peaks MOSFETi tegelik energiatarve olema väiksem kui PDSM ja jätma teatud varu.

(7) Maksimaalne äravooluallika vool

Maksimaalne äravooluallika vool IDSM on veel üks piirparameeter, mis viitab maksimaalsele voolule, mis on lubatud äravoolu ja allika vahel, kui MOSFET töötab normaalselt. MOSFETi töövool ei tohiks ületada IDSM-i.

1. MOSFET-i saab kasutada võimendamiseks. Kuna MOSFET-võimendi sisendtakistus on väga kõrge, võib ühenduskondensaator olla väike ja elektrolüütkondensaatoreid ei pea kasutama.

2. MOSFETi kõrge sisendtakistus sobib väga hästi impedantsi teisendamiseks. Seda kasutatakse sageli impedantsi teisendamiseks mitmeastmeliste võimendite sisendastmes.

3. MOSFET-i saab kasutada muutuva takistina.

4. MOSFET-i saab mugavalt kasutada püsivooluallikana.

5. MOSFET-i saab kasutada elektroonilise lülitina.

 

MOSFET-il on madal sisetakistus, kõrge vastupidavuspinge, kiire lülitus ja kõrge laviinienergia. Projekteeritud vooluvahemik on 1A-200A ja pingevahemik 30V-1200V. Saame kohandada elektrilisi parameetreid vastavalt kliendi rakendusvaldkondadele ja rakendusplaanidele, et parandada kliendi toote töökindlust, üldist muundamise efektiivsust ja toote hinna konkurentsivõimet.

 

MOSFET vs transistori võrdlus

(1) MOSFET on pinge juhtelement, transistor aga voolu juhtelement. Kui signaaliallikast on lubatud võtta vaid väike kogus voolu, tuleks kasutada MOSFET-i; kui signaali pinge on madal ja signaaliallikast on lubatud võtta palju voolu, tuleks kasutada transistorit.

(2) MOSFET kasutab elektri juhtimiseks enamuskandjaid, seega nimetatakse seda unipolaarseks seadmeks, samas kui transistoridel on elektri juhtimiseks nii põhikandjad kui ka vähemuskandjad. Seda nimetatakse bipolaarseks seadmeks.

(3) Mõne MOSFET-i allikat ja äravoolu saab kasutada vaheldumisi ning paisupinge võib olla positiivne või negatiivne, mis on paindlikum kui transistorid.

(4) MOSFET võib töötada väga väikese voolu ja väga madala pinge tingimustes ning selle tootmisprotsessiga saab hõlpsasti integreerida paljusid MOSFET-e räniplaadile. Seetõttu on MOSFET-e laialdaselt kasutatud suuremahulistes integraallülitustes.

 

Kuidas hinnata MOSFETi kvaliteeti ja polaarsust

Valige multimeetri vahemik RX1K-le, ühendage must testjuhe D-poolusega ja punane testjuhe S-poolusega. Puudutage käega samaaegselt G- ja D-poolust. MOSFET peaks olema hetkejuhtivuse olekus, see tähendab, et arvesti nõel liigub väiksema takistusega asendisse. , ja seejärel puudutage oma kätega G- ja S-poolust, ei tohiks MOSFET-i reageerida, see tähendab, et arvesti nõel ei liigu tagasi nullasendisse. Praegu tuleks hinnata, et MOSFET on hea toru.

Valige multimeetri vahemik kuni RX1K ja mõõtke takistust MOSFET-i kolme kontakti vahel. Kui takistus ühe ja teise kahe tihvti vahel on lõpmatu ja see on ka pärast testjuhtmete vahetamist lõpmatu, siis on see tihvt G-poolus ja ülejäänud kaks tihvti on S- ja D-poolus. Seejärel mõõtke multimeetriga üks kord S- ja D-pooluse vaheline takistus, vahetage mõõtejuhtmed ja mõõtke uuesti. Väiksema takistusega on must. Testimisjuhe on ühendatud S-poolusega ja punane testjuhe on ühendatud D-poolusega.

 

MOSFET-i tuvastamise ja kasutamise ettevaatusabinõud

1. Kasutage MOSFETi tuvastamiseks multimeetrit

1) Kasutage MOSFET-i ristmiku elektroodide tuvastamiseks takistuse mõõtmise meetodit

Vastavalt nähtusele, et MOSFET-i PN-ristmiku päri- ja tagasitakistuse väärtused on erinevad, saab identifitseerida MOSFET-i ristmiku kolm elektroodi. Konkreetne meetod: seadke multimeeter vahemikku R × 1k, valige suvalised kaks elektroodi ja mõõtke vastavalt nende edasi- ja tagasitakistuse väärtused. Kui kahe elektroodi päri- ja tagasitakistuse väärtused on võrdsed ja on mitu tuhat oomi, on need kaks elektroodi vastavalt äravoolu D ja allika S. Kuna ristmiku MOSFETide puhul on äravool ja allikas vahetatavad, peab järelejäänud elektrood olema värav G. Samuti võite puudutada multimeetri musta testkaablit (samuti on vastuvõetav punane mõõtejuhe) mis tahes elektroodiga ja teine ​​testjuhtme juhe puudutage takistuse mõõtmiseks järjest kahte ülejäänud elektroodi. Kui kaks korda mõõdetud takistuse väärtused on ligikaudu võrdsed, on musta testjuhtmega kontaktis olev elektrood väravaks ja ülejäänud kaks elektroodi on vastavalt äravool ja allikas. Kui kaks korda mõõdetud takistuse väärtused on mõlemad väga suured, tähendab see, et tegemist on PN-siirde vastupidise suunaga, st mõlemad on vastupidised takistused. Saab kindlaks teha, et tegemist on N-kanaliga MOSFETiga ja must testjuhe on väravaga ühendatud; kui kaks korda mõõdetud takistuse väärtused on Takistuse väärtused on väga väikesed, mis näitab, et tegemist on pärisuunalise PN-siirdega, st päritakistusega ja see on määratud P-kanaliga MOSFET-iks. Väravaga on ühendatud ka must testjuhe. Kui ülaltoodud olukorda ei esine, võite mustad ja punased mõõtejuhtmed välja vahetada ja testida ülaltoodud meetodil, kuni ruudustik on tuvastatud.

 

2) MOSFETi kvaliteedi määramiseks kasutage takistuse mõõtmise meetodit

Takistuse mõõtmise meetod on kasutada multimeetrit, et mõõta takistust MOSFETi allika ja äravoolu, värava ja allika, värava ja äravoolu, värava G1 ja värava G2 vahel, et teha kindlaks, kas see vastab MOSFETi juhendis näidatud takistuse väärtusele. Juhtimine on hea või halb. Konkreetne meetod: esmalt seadke multimeeter vahemikku R × 10 või R × 100 ja mõõtke takistust allika S ja äravoolu D vahel, tavaliselt vahemikus kümnetest oomidest kuni mitme tuhande oomini (seda võib näha juhend, et erinevate mudelite torud, nende takistuse väärtused on erinevad), kui mõõdetud takistuse väärtus on suurem kui normaalväärtus, võib põhjuseks olla halb sisekontakt; kui mõõdetud takistuse väärtus on lõpmatu, võib tegemist olla sisemise katkise poolusega. Seejärel seadke multimeeter vahemikku R × 10k ja seejärel mõõtke takistuse väärtused väravate G1 ja G2 vahel, värava ja allika vahel ning värava ja äravoolu vahel. Kui mõõdetud takistuse väärtused on kõik lõpmatud, tähendab see, et toru on normaalne; kui ülaltoodud takistuse väärtused on liiga väikesed või on tee, tähendab see, et toru on halb. Tuleb märkida, et kui kaks väravat on torus purunenud, saab tuvastamiseks kasutada komponentide asendamise meetodit.

 

3) Kasutage MOSFET-i võimendusvõime hindamiseks induktsioonsignaali sisendmeetodit

Konkreetne meetod: kasutage multimeetri takistuse taset R × 100, ühendage punane testjuhe allikaga S ja must testjuhe äravooluga D. Lisage MOSFET-ile 1,5 V toitepinge. Sel ajal näitab arvesti nõel äravoolu ja allika vahelist takistust. Seejärel pigista käega ristmiku MOSFET värav G ja lisa väravale inimkeha indutseeritud pingesignaal. Sel viisil muutub toru võimendusefekti tõttu äravooluallika pinge VDS ja äravooluvool Ib, st muutub dreeni ja allika vaheline takistus. Sellest on näha, et arvesti nõel kõigub suurel määral. Kui käeshoitava võre nõela nõel kõigub vähe, tähendab see, et toru võimendusvõime on halb; kui nõel kõigub tugevalt, tähendab see, et toru võimendusvõime on suur; kui nõel ei liigu, tähendab see, et toru on halb.

 

Ülaltoodud meetodi kohaselt kasutame ristmiku MOSFET 3DJ2F mõõtmiseks multimeetri skaalat R×100. Esmalt avage toru G-elektrood ja mõõtke äravooluallika takistuseks RDS 600 Ω. Pärast G-elektroodi käega hoidmist liigub arvesti nõel vasakule. Näidatud takistus RDS on 12kΩ. Kui arvesti nõel kõigub suuremaks, tähendab see, et toru on hea. ja sellel on suurem võimendusvõime.

 

Selle meetodi kasutamisel tuleb arvestada mõne punktiga: Esiteks, MOSFET-i testimisel ja käega väravast hoides võib multimeetri nõel liikuda paremale (takistuse väärtus väheneb) või vasakule (takistuse väärtus suureneb). . See on tingitud asjaolust, et inimkeha poolt indutseeritud vahelduvpinge on suhteliselt kõrge ja erinevatel MOSFET-idel võib takistusvahemikuga (kas küllastunud või küllastumata tsoonis töötades) mõõdetuna olla erinevad tööpunktid. Testid on näidanud, et enamiku torude RDS suureneb. See tähendab, et kella osuti liigub vasakule; mõne toru RDS väheneb, mistõttu kella osuti liigub paremale.

Kuid olenemata kella osuti pöörlemissuunast, tähendab see, et torul on suurem võimendusvõime, kui kella osuti kõigub suuremaks. Teiseks töötab see meetod ka MOSFET-ide puhul. Kuid tuleb märkida, et MOSFET-i sisendtakistus on kõrge ja paisu G lubatud indutseeritud pinge ei tohiks olla liiga kõrge, seega ärge pigistage väravat otse kätega. Värava metallvardaga puudutamiseks peate kasutama kruvikeeraja isoleeritud käepidet. , et vältida inimkeha poolt tekitatud laengu otsest lisamist väravasse, põhjustades värava rikke. Kolmandaks, pärast iga mõõtmist tuleks GS-postid lühistada. Seda seetõttu, et GS-i ühenduskondensaatoril on väike laeng, mis tekitab VGS-i pinget. Seetõttu ei pruugi mõõtja osutid uuesti mõõtmisel liikuda. Ainus viis laengu tühjendamiseks on GS-elektroodide vaheline laengu lühis.

4) Kasutage märgistamata MOSFETide tuvastamiseks takistuse mõõtmise meetodit

Esiteks kasutage takistuse mõõtmise meetodit, et leida kaks takistuse väärtustega kontakti, nimelt allikas S ja äravool D. Ülejäänud kaks tihvti on esimene värav G1 ja teine ​​värav G2. Kirjutage üles takistuse väärtus allika S ja äravoolu D vahel, mõõdetuna esmalt kahe testjuhtmega. Vahetage mõõtejuhtmed ja mõõtke uuesti. Kirjutage üles mõõdetud takistuse väärtus. See, mille takistuse väärtus on kaks korda mõõdetud, on must testjuhe. Ühendatud elektrood on äravool D; punane testjuhe on ühendatud allikaga S. Selle meetodiga tuvastatud S- ja D-poolusi saab kontrollida ka toru võimendusvõime hindamisega. See tähendab, et suure võimendusvõimega must testjuhe on ühendatud D-poolusega; punane testjuhe on ühendatud 8-pooluselise maandusega. Mõlema meetodi testitulemused peaksid olema samad. Pärast äravoolu D ja allika S positsioonide kindlaksmääramist paigaldage ahel vastavalt D ja S vastavatele positsioonidele. Üldjuhul joondatakse ka G1 ja G2 järjestikku. See määrab kahe värava G1 ja G2 asukohad. See määrab D, S, G1 ja G2 tihvtide järjestuse.

5) Kasutage transkonduktiivsuse suuruse määramiseks pöördtakistuse väärtuse muutust

VMOSN-i kanali täiustamise MOSFET-i transkonduktiivsuse mõõtmisel saate punase testjuhtme abil ühendada allika S ja musta testjuhtme äravooluga D. See on samaväärne vastupidise pinge lisamisega allika ja äravoolu vahel. Sel ajal on värav avatud ahel ja toru pöördtakistuse väärtus on väga ebastabiilne. Valige multimeetri oomide vahemik kõrge takistuse vahemikus R × 10 kΩ. Sel ajal on arvesti pinge kõrgem. Kui puudutate võrku G käega, näete, et toru vastupidine takistus muutub oluliselt. Mida suurem on muutus, seda suurem on toru transjuhtivuse väärtus; kui testitava toru transjuhtivus on väga väike, kasutage seda meetodit, et mõõta When , muutub vastupidine takistus vähe.

 

Ettevaatusabinõud MOSFETi kasutamisel

1) MOSFETi ohutuks kasutamiseks ei tohi vooluahela konstruktsioonis ületada selliste parameetrite piirväärtusi nagu toru hajutatud võimsus, maksimaalne äravooluallika pinge, maksimaalne paisuallika pinge ja maksimaalne vool.

2) Erinevat tüüpi MOSFETide kasutamisel tuleb need vooluringiga ühendada rangelt nõutava eelpinge järgi ja jälgida MOSFET-i eelpinge polaarsust. Näiteks ristmiku MOSFET paisuallika ja äravoolu vahel on PN-siirde ning N-kanaliga toru pais ei saa olla positiivselt kallutatud; P-kanaliga toru värav ei saa olla negatiivselt kallutatud jne.

3) Kuna MOSFET-i sisendtakistus on äärmiselt kõrge, peavad tihvtid transportimise ja ladustamise ajal olema lühises ning need peavad olema pakendatud metallist varjestusega, et vältida välise indutseeritud potentsiaali värava purunemisel. Eelkõige pange tähele, et MOSFET-i ei saa panna plastkarpi. Kõige parem on seda hoida metallkarbis. Samal ajal pöörake tähelepanu toru niiskuskindlale hoidmisele.

4) MOSFET-värava induktiivse rikke vältimiseks peavad kõik katseinstrumendid, töölauad, jootekolvid ja ahelad ise olema hästi maandatud; tihvtide jootmisel jootke kõigepealt allikas; enne vooluringiga ühendamist tuleb toru Kõik juhtmeotsad üksteisega lühistada ja pärast keevitamise lõpetamist lühismaterjal eemaldada; toru eemaldamisel komponentide riiulist tuleks kasutada sobivaid meetodeid, et tagada inimkeha maandamine, näiteks maandusrõnga kasutamine; muidugi, kui täiustatud Gaasiküttega jootekolb on MOSFET-ide keevitamiseks mugavam ja tagab ohutuse; toru ei tohi vooluahelasse sisestada ega sealt välja tõmmata enne toite väljalülitamist. MOSFETi kasutamisel tuleb tähelepanu pöörata ülaltoodud ohutusmeetmetele.

5) MOSFETi paigaldamisel pöörake tähelepanu paigaldusasendile ja püüdke vältida kütteelemendi läheduses viibimist; toruliitmike vibratsiooni vältimiseks on vaja toru kesta pingutada; kui tihvtide juhtmed on painutatud, peaksid need olema juure suurusest 5 mm suuremad, et vältida tihvtide painutamist ja õhulekke põhjustamist.

Võimsate MOSFETide jaoks on vaja häid soojuse hajumise tingimusi. Kuna võimsusega MOSFETe kasutatakse suure koormuse tingimustes, tuleb konstrueerida piisavalt jahutusradiaatoreid, mis tagavad, et korpuse temperatuur ei ületaks nimiväärtust, et seade saaks töötada stabiilselt ja usaldusväärselt pikka aega.

Ühesõnaga, MOSFETide turvalise kasutamise tagamiseks tuleb tähelepanu pöörata paljudele asjadele, samuti tuleb rakendada erinevaid ohutusmeetmeid. Enamik professionaalseid ja tehnilisi töötajaid, eriti enamus elektroonikahuvilisi, peab lähtuma oma tegelikust olukorrast ja kasutama MOSFETide ohutuks ja tõhusaks kasutamiseks praktilisi viise.