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mos原理及作用(mos管的内部结构)

MOS管的英文全称叫MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor),即金属氧化物半导体型场效应管,属于场效应管中的绝缘栅型。因此,MOS管有时被称为绝缘栅场效应管。在一般电子电路中,MOS管通常被用于放大电路或开关电路。

从原理到动手带你了解MOS管

1、MOS管的构造

在一块掺杂浓度较低的P型半导体硅衬底上,用半导体光刻、扩散工艺制作两个高掺杂浓度的N+区,并用金属铝引出两个电极,分别作为漏极D和源极S。然后在漏极和源极之间的P型半导体表面复盖一层很薄的二氧化硅(Si02)绝缘层膜,在在这个绝缘层膜上装上一个铝电极,作为栅极G。这就构成了一个N沟道(NPN型)增强型MOS管。显然它的栅极和其它电极间是绝缘的。图1-1所示 A 、B分别是它的结构图和代表符号。

同样用上述相同的方法在一块掺杂浓度较低的N型半导体硅衬底上,用半导体光刻、扩散工艺制作两个高掺杂浓度的P+区,及上述相同的栅极制作过程,就制成为一个P沟道(PNP型)增强型MOS管。下图所示分别是N沟道和P沟道MOS管道结构图和代表符号。

2、MOS管的工作原理

增强型MOS管的漏极D和源极S之间有两个背靠背的PN结。当栅-源电压VGS=0时,即使加上漏-源电压VDS,总有一个PN结处于反偏状态,漏-源极间没有导电沟道(没有电流流过),所以这时漏极电流ID=0。

此时若在栅-源极间加上正向电压,即VGS>0,则栅极和硅衬底之间的SiO2绝缘层中便产生一个栅极指向P型硅衬底的电场,由于氧化物层是绝缘的,栅极所加电压VGS无法形成电流,氧化物层的两边就形成了一个电容,VGS等效是对这个电容充电,并形成一个电场,随着VGS逐渐升高,受栅极正电压的吸引,在这个电容的另一边就聚集大量的电子并形成了一个从漏极到源极的N型导电沟道,当VGS大于管子的开启电压VT(一般约为 2V)时,N沟道管开始导通,形成漏极电流ID,我们把开始形成沟道时的栅-源极电压称为开启电压,一般用VT表示。

控制栅极电压VGS的大小改变了电场的强弱,就可以达到控制漏极电流ID的大小的目的,这也是MOS管用电场来控制电流的一个重要特点,所以也称之为场效应管。

3、MOS管引脚测量

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栅极G的测定:用万用表R&TImes;100档,测任意两脚之间正反向电阻,若其中某次测得电阻为数百Ω),该两脚是D、S,第三脚为G。

漏极D、源极S及类型判定:用万用表R&TImes;10kΩ档测D、S问正反向电阻,正向电阻约0.2&TImes;10kΩ,反向电阻(5一∞)X100kΩ。在测反向电阻时,红表笔不动,黑表笔脱离引脚后,与G碰一下,然后回去再接原引脚,出现两种情况:

a.若读数由原来较大值变为0(0×10kΩ),则红表笔所接为S,黑表笔为D。用黑表笔接触G有效,使MOS管D、S间正反向电阻值均为0Ω,还可证明该管为N沟道。

b.若读数仍为较大值,黑表笔不动,改用红表笔接触G,碰一下之后立即回到原脚,此时若读数为0Ω,则黑表笔接的是S极、红表笔为D极,用红表笔接触G极有效,该MOS管为P沟道。

G极,不用说比较好认。

S极,不论是p沟道还是N沟道,两根线相交的就是;

D极,不论是p沟道还是N沟道,是单独引线的那边,一般散热片与漏极相连

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判定栅极G:将万用表拨至R&TImes;1k档,用万用表的负极任意接一电极,另一只表笔依次去接触其余的两个极,测其电阻。若两次测得的电阻值近似相等,则负表笔所接触的为栅极,另外两电极为漏极和源极。漏极和源极互换,若两次测出的电阻都很大,则为N沟道;若两次测得的阻值都很小,则为P沟道。

判定源极S、漏极D:在源-漏之间有一个PN结,因此根据PN结正、反向电阻存在差异,可识别S极与D极。用交换表笔法测两次电阻,其中电阻值较低(一般为几千欧至十几千欧)的一次为正向电阻,此时黑表笔的是S极,红表笔接D极。

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4、MOS管如何快速判断与好坏及引脚性能

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1、用10K档,内有15伏电池。可提供导通电压。

2、因为栅极等效于电容,与任何脚不通,不论N管或P管都很容易找出栅极来,否则是坏管。

3、利用表笔对栅源间正向或反向充电,可使漏源通或断,且由于栅极上电荷能保持,上述两步可分先后,不必同步,方便。但要放电时需短路管脚或反充。

4、大都源漏间有反并二极管,应注意,及帮助判断。

5、大都封庄为字面对自已时,左栅中漏右源。以上前三点必需掌握,后两点灵活运用,很快就能判管脚,分好坏。

5、看一款国产MOS 管12N10 TO-252 参数配置

国产MOS管 12N10的极限参数(TCASE=25℃):

•漏极-源极电压 VDS:100V

•栅极-源极电压 VGS:±20V

•漏极电流-连续 ID:12A

•功耗 PD:17W

•雪崩能量 EAS:1.2mJ

•存储温度,结温度 Tstg,Tj:-55~+150℃

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