如何正确选择MOS管?需要注意哪些细节?

发布时间:2022-01-10 14:14:24 阅读量:530

MOS管由多数载流子参与导电,也称为单极型晶体管。它属于电压控制型半导体器件。具有输入电阻高(10^7~10^12Ω)、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点,现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者。

如何正确选择MOS管?选型四要领

1)用N沟道或P沟道?

选择好MOS管器件的第一步是决定采用N沟道还是P沟道MOS管。在典型的功率应用中,当一个MOS管接地,而负载连接到干线电压上时,该MOS管就构成了低压侧开关。在低压侧开关中,应采用N沟道MOS管,这是出于对关闭或导通器件所需电压的考虑。当MOS管连接到总线及负载接地时,就要用高压侧开关。通常会在这个拓扑中采用P沟道MOS管,这也是出于对电压驱动的考虑。

2)确定MOS管的额定电流

该额定电流应是负载在所有情况下能够承受的最大电流。与电压的情况相似,确保所选的MOS管能承受这个额定电流,即使在系统产生尖峰电流时。两个考虑的电流情况是连续模式和脉冲尖峰。在连续导通模式下,MOS管处于稳态,此时电流连续通过器件。脉冲尖峰是指有大量电涌(或尖峰电流)流过器件。一旦确定了这些条件下的最大电流,只需直接选择能承受这个最大电流的器件便可。

3)选择MOS管的下一步是系统的散热要求

须考虑两种不同的情况,即最坏情况和真实情况。建议采用针对最坏情况的计算结果,因为这个结果提供更大的安全余量,能确保系统不会失效。

4)选择MOS管的最后一步是决定MOS管的开关性能

影响开关性能的参数有很多,但最重要的是栅极/漏极、栅极/源极及漏极/源极电容。这些电容会在器件中产生开关损耗,因为在每次开关时都要对它们充电。MOS管的开关速度因此被降低,器件效率也下降。为计算开关过程中器件的总损耗,要计算开通过程中的损耗(Eon)和关闭过程中的损耗(Eoff)。

如何正确选择MOS管?需要注意哪些细节?

需要注意哪些细节?整理如下:

MOS管导通后的无方向性,MOS在加压导通后,就类似于一根导线,只具有电阻特性,无导通压降,通常饱和导通电阻为几到几十毫欧,且无方向性,允许直流和交流电通过。

(1)为了安全使用MOS管,在线路的设计中不能超过管的耗散功率,最大漏源电压、最大栅源电压和最大电流等参数的极限值。

(2)各类型MOS管在使用时,都要严格按要求的偏置接入电路中,要遵守MOS管偏置的极性。如结型MOS管栅源漏之间是PN结,N沟道管栅极不能加正偏压;P沟道管栅极不能加负偏压,等等。

(3)MOS管由于输入阻抗极高,所以在运输、贮藏中必须将引出脚短路,要用金属屏蔽包装,以防止外来感应电势将栅极击穿。尤其要注意,不能将MOSMOS管放入塑料盒子内,保存时最好放在金属盒内,同时也要注意管的防潮。

(4)为了防止MOS管栅极感应击穿,要求一切测试仪器、工作台、电烙铁、线路本身都必须有良好的接地;管脚在焊接时,先焊源极;在连入电路之前,管的全部引线端保持互相短接状态,焊接完后才把短接材料去掉;从元器件架上取下管时,应以适当的方式确保人体接地如采用接地环等;当然,如果能采用先进的气热型电烙铁,焊接MOS管是比较方便的,并且确保安全;在未关断电源时,绝对不可以把管插人电路或从电路中拔出。以上安全措施在使用MOS管时必须注意。

(5)在安装MOS管时,注意安装的位置要尽量避免靠近发热元件;为了防管件振动,有必要将管壳体紧固起来;管脚引线在弯曲时,应当大于根部尺寸5毫米处进行,以防止弯断管脚和引起漏气等。

(6)使用VMOS管时必须加合适的散热器后。以VNF306为例,该管子加装140×140×4(mm)的散热器后,最大功率才能达到30W.

(7)多管并联后,由于极间电容和分布电容相应增加,使放大器的高频特性变坏,通过反馈容易引起放大器的高频寄生振荡。为此,并联复合管管子一般不超过4个,而且在每管基极或栅极上串接防寄生振荡电阻。

(8)结型MOS管的栅源电压不能接反,可以在开路状态下保存,而绝缘栅型MOS管在不使用时,由于它的输入电阻非常高,须将各电极短路,以免外电场作用而使管子损坏。

(9)焊接时,电烙铁外壳必须装有外接地线,以防止由于电烙铁带电而损坏管子。对于少量焊接,也可以将电烙铁烧热后拔下插头或切断电源后焊接。特别在焊接绝缘栅MOS管时,要按源极-漏极-栅极的先后顺序焊接,并且要断电焊接。

(10)用25W电烙铁焊接时应迅速,若用45~75W电烙铁焊接,应用镊子夹住管脚根部以帮助散热。结型MOS管可用表电阻档定性地检查管子的质量(检查各PN结的正反向电阻及漏源之间的电阻值),而绝缘栅场效管不能用万用表检查,必须用测试仪,而且要在接入测试仪后才能去掉各电极短路线。取下时,则应先短路再取下,关键在于避免栅极悬空。

在要求输入阻抗较高的场合使用时,必须采取防潮措施,以免由于温度影响使MOS管的输入电阻降低。如果用四引线的MOS管,其衬底引线应接地。陶瓷封装的芝麻管有光敏特性,应注意避光使用。

对于功率型MOS管,要有良好的散热条件。因为功率型MOS管在高负荷条件下运用,必须设计足够的散热器,确保壳体温度不超过额定值,使器件长期稳定可靠地工作。

总而言之,为了保证MOS管安全使用,要注意的事项较多,广大的专业技术人员,特别是广大的电子爱好者,都要根据自己的实际情况出发,采取切实可行的办法,安全有效地用好MOS管。

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