場效應管是一種電壓控制器件,其工作原理是通過改變柵極(Gate)與源極(Source)之間的電壓來控制漏極(Drain)與源極之間的電流。與傳統的雙極型晶體管(BJT)相比,FET只利用單一類型的載流子(電子或空穴)進行導電,因此也被稱為單極型晶體管。分類:結型場效應管(JFET):基于PN結形成的通道,分為N溝道JFET和P溝道JFET。絕緣柵型場效應管(MOS管):分為增強型MOS管和耗盡型MOS管,每種類型又分為N溝道和P溝道。耗盡型MOS管:在柵極電壓(VGS)為零時,耗盡型MOS管已經形成了導電溝道,即使沒有外加電壓,也會有漏極電流(ID)。這是因為在制造過程中,通過摻雜在絕緣層中引入正離子,使得在半導體表面感應出負電荷,形成導電溝道。增強型MOS管:在VGS為零時是關閉狀態,不導電。只有當施加適當的正向柵極電壓時,才會在半導體表面感應出足夠的多數載流子,形成導電溝道。使用場效應管時需要注意靜電放電問題,避免對器件造成損壞。珠海半導體場效應管測量方法
下面對MOS失效的原因總結以下六點,然后對1,2重點進行分析:1:雪崩失效(電壓失效),也就是我們常說的漏源間的BVdss電壓超過MOSFET的額定電壓,并且超過達到了一定的能力從而導致MOSFET失效。2:SOA失效(電流失效),既超出MOSFET安全工作區引起失效,分為Id超出器件規格失效以及Id過大,損耗過高器件長時間熱積累而導致的失效。3:體二極管失效:在橋式、LLC等有用到體二極管進行續流的拓撲結構中,由于體二極管遭受破壞而導致的失效。4:諧振失效:在并聯使用的過程中,柵極及電路寄生參數導致震蕩引起的失效。5:靜電失效:在秋冬季節,由于人體及設備靜電而導致的器件失效。6:柵極電壓失效:由于柵極遭受異常電壓尖峰,而導致柵極柵氧層失效。珠海半導體場效應管測量方法在開關電路中,場效應管可以實現快速的開關操作,普遍應用于數字電路和電源控制中。
以上討論的是MOSFET ON狀態時電阻的選擇,在MOSFET OFF狀態時為了保證柵極電荷快速瀉放,此時阻值要盡量小。通常為了保證快速瀉放,在Rg上可以并聯一個二極管。當瀉放電阻過小,由于走線電感的原因也會引起諧振(因此有些應用中也會在這個二極管上串一個小電阻),但是由于二極管的反向電流不導通,此時Rg又參與反向諧振回路,因此可以抑制反向諧振的尖峰。估算導通損耗、輸出的要求和結區溫度的時候,就可以參考前文所指出的方法。MOSFET的應用領域非常普遍,遠非一兩篇文章可以概括。
內置MOSFET的IC當然 不用我們再考慮了,一般大于1A電流會考慮外置MOSFET.為了獲得到更大、更靈活的LED功率能力,外置MOSFET是獨一的選擇方式,IC需要合適 的驅動能力,MOSFET輸入電容是關鍵的參數。下圖Cgd和Cgs是MOSFET等效結電容。一般IC的PWM OUT輸出內部集成了限流電阻,具體數值大小同IC的峰值驅動輸出能力有關,可以近似認為R=Vcc/Ipeak.一般結合IC驅動能力 Rg選擇在10-20Ω左右。一般的應用中IC的驅動可以直接驅動MOSFET,但是考慮到通常驅動走線不是直線,感量可能會更大,并且為了防止外部干擾,還是要使用Rg驅動電阻進行抑制.考慮到走線分布電容的影響,這個電阻要盡量靠近MOSFET的柵極。使用場效應管時需注意靜電防護,防止損壞敏感的柵極。
與雙極型晶體管相比,場效應管具有如下特點。(1)場效應管是電壓控制器件,它通過VGS(柵源電壓)來控制ID(漏極電流);(2)場效應管的控制輸入端電流極小,因此它的輸入電阻(107~1012Ω)很大。(3)它是利用多數載流子導電,因此它的溫度穩定性較好;(4)它組成的放大電路的電壓放大系數要小于三極管組成放大電路的電壓放大系數;(5)場效應管的抗輻射能力強;(6)由于它不存在雜亂運動的電子擴散引起的散粒噪聲,所以噪聲低。場效應管可通過控制柵極電壓來調節輸出電流,具有較好的線性特性。肇慶強抗輻場效應管生產廠家
IGBT結合了場效應管和雙極晶體管的優點,適用于高電壓和高頻率的場合。珠海半導體場效應管測量方法
Drain和backgate之間的PN結反向偏置,所以只有很小的電流從drain流向backgate,如果GATE電壓超過了閾值電壓,在GATE電介質下就出現了channel。這個channel就像一薄層短接drain和source的N型硅,由電子組成的電流從source通過channel流到drain,總的來說,只有在gate 對source電壓V 超過閾值電壓Vt時,才會有drain電流。在對稱的MOS管中,對source和drain的標注有一點任意性,定義上,載流子流出source,流入drain,因此Source和drain的身份就靠器件的偏置來決定了。有時晶體管上的偏置電壓是不定的,兩個引線端就會互相對換角色,這種情況下,電路設計師必須指定一個是drain另一個是source。珠海半導體場效應管測量方法