MOS管由多數載流子參與導電,也稱為單*型晶體管。它屬于電壓控制型半導體器件。具有輸入電阻高(10^7~10^12Ω)、噪聲小、功耗低、動態范圍大、易于集成、沒有二次擊穿現象、安全工作區域寬等優點,現已成為雙*型晶體管和功率晶體管的強大競爭者。
如何正確選擇MOS管?選型四要領
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。在典型的功率應用中,當一個MOS管接地,而負載連接到干線電壓上時,該MOS管就構成了低壓側開關。在低壓側開關中,應采用N溝道MOS管,這是出于對關閉或導通器件所需電壓的考慮。當MOS管連接到總線及負載接地時,就要用高壓側開關。通常會在這個拓撲中采用P溝道MOS管,這也是出于對電壓驅動的考慮。
2)確定MOS管的額定電流
該額定電流應是負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管能承受這個額定電流,即使在系統產生尖峰電流時。兩個考慮的電流情況是連續模式和脈沖尖峰。在連續導通模式下,MOS管處于穩態,此時電流連續通過器件。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*大電流的器件便可。
3)選擇MOS管的下一步是系統的散熱要求
須考慮兩種不同的情況,即*壞情況和真實情況。建議采用針對*壞情況的計算結果,因為這個結果提供更大的安全余量,能確保系統不會失效。
4)選擇MOS管的*后一步是決定MOS管的開關性能
影響開關性能的參數有很多,但*重要的是柵*/漏*、柵*/源*及漏*/源*電容。這些電容會在器件中產生開關損耗,因為在每次開關時都要對它們充電。MOS管的開關速度因此被降低,器件效率也下降。為計算開關過程中器件的總損耗,要計算開通過程中的損耗(Eon)和關閉過程中的損耗(Eoff)。
需要注意哪些細節?整理如下:
MOS管導通后的無方向性,MOS在加壓導通后,就類似于一根導線,只具有電阻特性,無導通壓降,通常飽和導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。
(1)為了安全使用MOS管,在線路的設計中不能超過管的耗散功率,*大漏源電壓、*大柵源電壓和*大電流等參數的*限值。
?。?)各類型MOS管在使用時,都要嚴格按要求的偏置接入電路中,要遵守MOS管偏置的*性。如結型MOS管柵源漏之間是PN結,N溝道管柵*不能加正偏壓;P溝道管柵*不能加負偏壓,等等。
?。?)MOS管由于輸入阻抗*高,所以在運輸、貯藏中必須將引出腳短路,要用金屬屏蔽包裝,以防止外來感應電勢將柵*擊穿。尤其要注意,不能將MOSMOS管放入塑料盒子內,保存時*好放在金屬盒內,同時也要注意管的防潮。
?。?)為了防止MOS管柵*感應擊穿,要求一切測試儀器、工作臺、電烙鐵、線路本身都必須有良好的接地;管腳在焊接時,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,焊接完后才把短接材料去掉;從元器件架上取下管時,應以適當的方式確保人體接地如采用接地環等;當然,如果能采用先進的氣熱型電烙鐵,焊接MOS管是比較方便的,并且確保安全;在未關斷電源時,*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管時必須注意。
?。?)在安裝MOS管時,注意安裝的位置要盡量避免靠近發熱元件;為了防管件振動,有必要將管殼體緊固起來;管腳引線在彎曲時,應當大于根部尺寸5毫米處進行,以防止彎斷管腳和引起漏氣等。
?。?)使用VMOS管時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,*大功率才能達到30W.
?。?)多管并聯后,由于*間電容和分布電容相應增加,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,并聯復合管管子一般不超過4個,而且在每管基*或柵*上串接防寄生振蕩電阻。
?。?)結型MOS管的柵源電壓不能接反,可以在開路狀態下保存,而絕緣柵型MOS管在不使用時,由于它的輸入電阻非常高,須將各電*短路,以免外電場作用而使管子損壞。
?。?)焊接時,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,要按源*-漏*-柵*的先后順序焊接,并且要斷電焊接。
?。?0)用25W電烙鐵焊接時應迅速,若用45~75W電烙鐵焊接,應用鑷子夾住管腳根部以幫助散熱。結型MOS管可用表電阻檔定性地檢查管子的質量(檢查各PN結的正反向電阻及漏源之間的電阻值),而絕緣柵場效管不能用萬用表檢查,必須用測試儀,而且要在接入測試儀后才能去掉各電*短路線。取下時,則應先短路再取下,關鍵在于避免柵*懸空。
在要求輸入阻抗較高的場合使用時,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,其襯底引線應接地。陶瓷封裝的芝麻管有光敏特性,應注意避光使用。
對于功率型MOS管,要有良好的散熱條件。因為功率型MOS管在高負荷條件下運用,必須設計足夠的散熱器,確保殼體溫度不超過額定值,使器件長期穩定可靠地工作。
總而言之,為了保證MOS管安全使用,要注意的事項較多,廣大的專業技術人員,特別是廣大的電子愛好者,都要根據自己的實際情況出發,采取切實可行的辦法,安全有效地用好MOS管。