數(shù)字萬(wàn)用表mos測(cè)量好壞-淺析MOS管發(fā)熱原因及其他基礎(chǔ)知識(shí)詳解-KIA MOS管
信息來(lái)源：本站 日期：2018-09-05
mos管是金屬(metal)—氧化物(oxide)—半導(dǎo)體(semiconductor)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，或者稱是金屬—絕緣體(insulator)—半導(dǎo)體。MOS管的source和drain是可以對(duì)調(diào)的，他們都是在P型backgate中形成的N型區(qū)。在多數(shù)情況下，這個(gè)兩個(gè)區(qū)是一樣的，即使兩端對(duì)調(diào)也不會(huì)影響器件的性能。這樣的器件被認(rèn)為是對(duì)稱的。
雙極型晶體管把輸入端電流的微小變化放大后，在輸出端輸出一個(gè)大的電流變化。雙極型晶體管的增益就定義為輸出輸入電流之比（beta）。另一種晶體管，叫做場(chǎng)效應(yīng)管（FET），把輸入電壓的變化轉(zhuǎn)化為輸出電流的變化。FET的增益等于它的transconductance，定義為輸出電流的變化和輸入電壓變化之比。市面上常有的一般為N溝道和P溝道，以下為N溝道和P溝道符號(hào)。
N溝道m(xù)os管符號(hào)
P溝道m(xù)os管符號(hào)
1）用10K檔，內(nèi)有15伏電池。可提供導(dǎo)通電壓。
2）因?yàn)闁艠O等效于電容，與任何腳不通，不論N管或P管都很容易找出柵極來(lái)，否則是壞管。
3）利用表筆對(duì)柵源間正向或反向充電，可使漏源通或斷，且由于柵極上電荷能保持，上述兩步可分先后，不必同步，方便。但要放電時(shí)需短路管腳或反充。
4）大都源漏間有反并二極管，應(yīng)注意，及幫助判斷。
5）大都封莊為字面對(duì)自已時(shí)，左柵中漏右源。
以上前三點(diǎn)必需掌握，后兩點(diǎn)靈活運(yùn)用，很快就能判管腳，分好壞。
如果對(duì)新拿到的不明MOS管，可以通過(guò)測(cè)定來(lái)判斷腳極，只有準(zhǔn)確判定腳的排列，才能正確使用。
①柵極G的測(cè)定：用萬(wàn)用表R&TImes;100檔，測(cè)任意兩腳之間正反向電阻，若其中某次測(cè)得電阻為數(shù)百Ω），該兩腳是D、S，第三腳為G。
②漏極D、源極S及類型判定：用萬(wàn)用表R&TImes;10kΩ檔測(cè)D、S問(wèn)正反向電阻，正向電阻約為0.2&TImes;10kΩ，反向電阻（5一∞）X100kΩ。在測(cè)反向電阻時(shí)，紅表筆不動(dòng)，黑表筆脫離引腳后，與G碰一下，然后回去再接原引腳，出現(xiàn)兩種情況：
a．若讀數(shù)由原來(lái)較大值變?yōu)?（0&TImes;10kΩ），則紅表筆所接為S，黑表筆為D。用黑表筆接觸G有效，使MOS管D、S間正反向電阻值均為0Ω，還可證明該管為N溝道。
b．若讀數(shù)仍為較大值，黑表筆不動(dòng)，改用紅表筆接觸G，碰一下之后立即回到原腳，此時(shí)若讀數(shù)為0Ω，則黑表筆接的是S極、紅表筆為D極，用紅表筆接觸G極有效，該MOS管為P溝道。
紅左，黑中、右 無(wú)窮大
黑左， 紅中、右 無(wú)窮大
紅中，黑右 無(wú)窮大；
黑中紅右顯示530（左右）。
其實(shí)場(chǎng)效應(yīng)管三極管很好判斷：有字面朝上從左到右依次為：G、D、S，有些管相反：S、D、G。我修顯示器、主板、電源都是從上面的方法測(cè)絕對(duì)沒(méi)問(wèn)題。你不信隨便拆塊板看一看，場(chǎng)效應(yīng)管在電路圖板的布局及應(yīng)VMOS大功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的檢測(cè)
1、判別各電極與管型
用萬(wàn)用表R×100檔，測(cè)量場(chǎng)效應(yīng)晶體管任意兩引腳之間的正、反向電阻值。其中一次測(cè)量中兩引腳的電阻值為數(shù)百歐姆，這時(shí)兩表筆所接的引腳為源極S和漏極D，而另一引腳為柵極G。再用萬(wàn)用表R×10k檔測(cè)量?jī)梢_（漏極D與源極S）之間的正、反向電阻值。正常時(shí)，正向電阻值為2kΩ左右，反向電阻值大于500kΩ。在測(cè)量反向電阻值時(shí)，紅表筆所接引腳不動(dòng)，黑表筆脫離所接引腳后，先與柵極G觸碰一下，然后再去接原引腳，觀察萬(wàn)用表讀數(shù)的變化情況。若萬(wàn)用表讀數(shù)由原來(lái)較大阻值變?yōu)?，則此紅表筆所接的即是源極S，黑表筆所接為漏極D。用黑表筆觸發(fā)柵極G有效，說(shuō)明該管為N溝道場(chǎng)效應(yīng)管。若萬(wàn)用表讀數(shù)仍為較大值，則黑表筆接回原引腳不變，改用紅表筆去觸碰柵極G后再接回原引腳，若此時(shí)萬(wàn)用表讀數(shù)由原來(lái)阻值較大變?yōu)?，則此時(shí)黑表筆接的為源極S，紅表筆接的是漏極D。用表紅筆觸發(fā)柵極G有效，說(shuō)明該管為P溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
2．判別其好壞
用萬(wàn)用表R×1k檔或R×10k檔，測(cè)量場(chǎng)效應(yīng)管任意兩腳之間的正、反向電阻值。正常時(shí)，除漏極與源極的正向電阻值較小外，其余各引腳之間（G與D、G與S）的正、反向電阻值均應(yīng)為無(wú)窮大。若測(cè)得某兩極之間的電阻值接近0Ω，則說(shuō)明該管已擊穿損壞。另外，還可以用觸發(fā)柵極（P溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管用紅表筆觸發(fā)，N溝道場(chǎng)效應(yīng)管用黑表筆觸發(fā)）的方法來(lái)判斷場(chǎng)應(yīng)管是否損壞。若觸發(fā)有效（觸發(fā)柵極G后，D、S極之間的正、反向電阻均變?yōu)?），則可確定該管性能良好。
1 、用10K檔,內(nèi)有15伏電池.可提供導(dǎo)通電壓.
2 、因?yàn)闁艠O等效于電容,與任何腳不通,不論N管或P管都很容易找出柵極來(lái),否則是壞管.
3 、利用表筆對(duì)柵源間正向或反向充電,可使漏源通或斷,且由于柵極上電荷能保持,上述兩步可分先后,不必同步,方便.但要放電時(shí)需短路管腳或反充.
4 、大都源漏間有反并二極管,應(yīng)注意,及幫助判斷.
5、 大都封莊為字面對(duì)自已時(shí),左柵中漏右源.
做電源設(shè)計(jì)，或者做驅(qū)動(dòng)方面的電路，難免要用到MOS管。MOS管有很多種類，也有很多作用。做電源或者驅(qū)動(dòng)的使用，當(dāng)然就是用它的開(kāi)關(guān)作用。
無(wú)論N型或者P型MOS管，其工作原理本質(zhì)是一樣的。MOS管是由加在輸入端柵極的電壓來(lái)控制輸出端漏極的電流。MOS管是壓控器件它通過(guò)加在柵極上的電壓控制器件的特性，不會(huì)發(fā)生像三極管做開(kāi)關(guān)時(shí)的因基極電流引起的電荷存儲(chǔ)效應(yīng)，因此在開(kāi)關(guān)應(yīng)用中，MOS管的開(kāi)關(guān)速度應(yīng)該比三極管快。其主要原理如圖：
MOS管的工作原理
我們?cè)陂_(kāi)關(guān)電源中常用MOS管的漏極開(kāi)路電路，如圖2漏極原封不動(dòng)地接負(fù)載，叫開(kāi)路漏極，開(kāi)路漏極電路中不管負(fù)載接多高的電壓，都能夠接通和關(guān)斷負(fù)載電流。是理想的模擬開(kāi)關(guān)器件。這就是MOS管做開(kāi)關(guān)器件的原理。當(dāng)然MOS管做開(kāi)關(guān)使用的電路形式比較多了。
NMOS管的開(kāi)路漏極電路
在開(kāi)關(guān)電源應(yīng)用方面，這種應(yīng)用需要MOS管定期導(dǎo)通和關(guān)斷。比如，DC-DC電源中常用的基本降壓轉(zhuǎn)換器依賴兩個(gè)MOS管來(lái)執(zhí)行開(kāi)關(guān)功能，這些開(kāi)關(guān)交替在電感里存儲(chǔ)能量，然后把能量釋放給負(fù)載。我們常選擇數(shù)百kHz乃至1MHz以上的頻率，因?yàn)轭l率越高，磁性元件可以更小更輕。在正常工作期間，MOS管只相當(dāng)于一個(gè)導(dǎo)體。因此，我們電路或者電源設(shè)計(jì)人員最關(guān)心的是MOS的最小傳導(dǎo)損耗。
我們經(jīng)常看MOS管的PDF參數(shù)，MOS管制造商采用RDS(ON)參數(shù)來(lái)定義導(dǎo)通阻抗，對(duì)開(kāi)關(guān)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，RDS(ON)也是最重要的器件特性。數(shù)據(jù)手冊(cè)定義RDS(ON)與柵極(或驅(qū)動(dòng))電壓VGS以及流經(jīng)開(kāi)關(guān)的電流有關(guān)，但對(duì)于充分的柵極驅(qū)動(dòng)，RDS(ON)是一個(gè)相對(duì)靜態(tài)參數(shù)。一直處于導(dǎo)通的MOS管很容易發(fā)熱。另外，慢慢升高的結(jié)溫也會(huì)導(dǎo)致RDS(ON)的增加。MOS管數(shù)據(jù)手冊(cè)規(guī)定了熱阻抗參數(shù)，其定義為MOS管封裝的半導(dǎo)體結(jié)散熱能力。RθJC的最簡(jiǎn)單的定義是結(jié)到管殼的熱阻抗。
其發(fā)熱情況有：
1.電路設(shè)計(jì)的問(wèn)題，就是讓MOS管工作在線性的工作狀態(tài)，而不是在開(kāi)關(guān)狀態(tài)。這也是導(dǎo)致MOS管發(fā)熱的一個(gè)原因。如果N-MOS做開(kāi)關(guān)，G級(jí)電壓要比電源高幾V，才能完全導(dǎo)通，P-MOS則相反。沒(méi)有完全打開(kāi)而壓降過(guò)大造成功率消耗，等效直流阻抗比較大，壓降增大，所以U*I也增大，損耗就意味著發(fā)熱。這是設(shè)計(jì)電路的最忌諱的錯(cuò)誤。
2.頻率太高，主要是有時(shí)過(guò)分追求體積，導(dǎo)致頻率提高，MOS管上的損耗增大了，所以發(fā)熱也加大了。
3.沒(méi)有做好足夠的散熱設(shè)計(jì)，電流太高，MOS管標(biāo)稱的電流值，一般需要良好的散熱才能達(dá)到。所以ID小于最大電流，也可能發(fā)熱嚴(yán)重，需要足夠的輔助散熱片。
4.MOS管的選型有誤，對(duì)功率判斷有誤，MOS管內(nèi)阻沒(méi)有充分考慮，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)阻抗增大。
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