VMOS场效应管
VMOS场效应管（VMOSFET）简称VMOS管或功率场效应管，其全称为V型槽MOS 场效应管。它是继MOSFET之后新发展起来的高效、功率开关器件。它不仅继承了MOS场效应管输入阻抗高（≥108 ）、驱动电流小（左右0.1μA左右），还具有耐压高（最高可耐压1200V）、工作电流大（1.5A～100A）、输出功率高（1～250W）、跨导的线性好、开关速度快等优良特性。正是由于它将电子管与功率晶体管之优点集于一身，因此在电压放大器（电压放大倍数可达数千倍）、功率放大器、开关电源和逆变器中正获得广泛应用。
众所周知，传统的MOS场效应管的栅极、源极和漏极大大致处于同一水平面的芯片上，其工作电流基本上是沿水平方向流动。VMOS管则不同，从图1上可以看出其两大结构特点:第一，金属栅极采用V型槽结构；第二，具有垂直导电
不是沿芯片水平流动，而是自重掺性。由于漏极是从芯片的背面引出，所以I
D
杂N+区（源极S）出发，经过P沟道流入轻掺杂N-漂移区，最后垂直向下到达漏极D。电流方向如图中箭头所示，因为流通截面积增大，所以能通过大电流。由于在栅极与芯片之间有二氧化硅绝缘层，因此它仍属于绝缘栅型MOS场效应管。
国内生产VMOS场效应管的主要厂家有877厂、天津半导体器件四厂、杭州电子管厂等，典型产品有VN401、VN672、VMPT2等。表1列出六种VMOS管的主要参数。其中，IRFPC50的外型如图3所示。
下面介绍检测VMOS管的方法。
1．判定栅极G
将万用表拨至R×1k档分别测量三个管脚之间的电阻。若发现某脚与其字两脚的电阻均呈无穷大，并且交换表笔后仍为无穷大，则证明此脚为G极，因为它和另外两个管脚是绝缘的。
2．判定源极S、漏极D
由图1可见，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。
3．测量漏-源通态电阻R
DS（on）
将G-S极短路，选择万用表的R×1档，黑表笔接S极，红表笔接D极，阻值应为几欧至十几欧。
由于测试条件不同，测出的R DS（on）值比手册中给出的典型值要高一些。例如用500型万用表R×1档实测一只IRFPC50型VMOS管，R DS（on）=3.2Ω，大于0.58Ω（典型值）。
4．检查跨导
将万用表置于R×1k（或R×100）档，红表笔接S极，黑表笔接D极，手持螺丝刀去碰触栅极，表针应有明显偏转，偏转愈大，管子的跨导愈高。
注意事项：
（1）VMOS管亦分N沟道管与P沟道管，但绝大多数产品属于N沟道管。对于P沟道管，测量时应交换表笔的位置。
（2）有少数VMOS管在G-S之间并有保护二极管，本检测方法中的1、2项不再适用。
（3）目前市场上还有一种VMOS管功率模块，专供交流电机调速器、逆变器使用。例如美国IR公司生产的IRFT001型模块，内部有N沟道、P沟道管各三只，构成三相桥式结构。
（4）现在市售VNF系列（N沟道）产品，是美国Supertex公司生产的超高频功率场效应管，其最高工作频率f p=120MHz，I DSM=1A，P DM=30W，共源小信号低频跨导g m=2000μS。适用于高速开关电路和广播、通信设备中。
（5）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。
ＭＯＳ管基础知识 MOS管场效应管 知识要点： 场效应管原理、场效应管的小信号模型及其参数 场效应管是只有一种载流子参与导电的半导体器件，是一种用输入电压控制输出电流的半导体器件。有N沟道器件和P沟道器件。有结型场效应三极管JFET(Junction Field Effect Transister)和绝缘栅型场效应三极管IGFET( Insulated Gate Field Effect Transister) 之分。IGFET也称金属-氧化物-半导体三极管MOSFET （Metal Oxide Semiconductor FET）。 1.1 1.1.1 MOS场效应管 MOS场效应管有增强型（Enhancement MOS 或EMOS）和耗尽型(Depletion)MOS或DMOS）两大类，每一类有N沟道和P沟道两种导电类型。场效应管有三个电极： D(Drain) 称为漏极，相当双极型三极管的集电极； G(Gate) 称为栅极，相当于双极型三极管的基极； S(Source) 称为源极，相当于双极型三极管的发射极。 增强型MOS(EMOS)场效应管 根据图3-1，N沟道增强型MOSFET基本上是一种左右对称的拓扑结构，它是在P型半导体上生成一层SiO2 薄膜绝缘层，然后用光刻工艺扩散两个高掺杂的N型区，从N型区引出电极，一个是漏极D，一个是源极S。在源极和漏极之间的绝缘层上镀一层金属铝作为栅极G。P 型半导体称为衬底，用符号B表示。 图3-1 N 沟道增强型EMOS管结构示意 一、工作原理 1．沟道形成原理 当VGS=0 V时，漏源之间相当两个背靠背的二极管，在D、S之间加上电压不会在D、S间形成电流。 当栅极加有电压时，若0＜VGS＜VGS(th)时，通过栅极和衬底间的电容作用，将靠近栅极下方的P型半导体中的空穴向下方排斥，出现了一薄层负离子的耗尽层。耗尽层中的少子将向表层运动，但数量有限，不足以形成沟道，所以仍然不足以形成漏极电流ID。 进一步增加VGS，当VGS＞VGS(th)时（ VGS(th) 称为开启电压），由于此时的栅极电压已经比较强，在靠近栅极下方的P型半导体表层中聚集较多的电子，可以形成沟道，将漏极和源极沟通。如果此时加有漏源电压，就可以形成漏极电流ID。在栅极下方形成的导电沟 1 线性电子电路教案 道中的电子，因与P型半导体的载流子空穴极性相反，故称为反型层（inversion layer）。随着VGS的继续增加，ID将不断增加。在VGS=0V时ID=0，只有当VGS＞VGS(th)后才会出现漏极电流，这种MOS管称为增强型MOS管。 转移特性曲线的斜率gm的大小反映了栅源电压对漏极电流的控制作用。 gm 的量纲为mA/V，所以gm也称为跨导。 跨导的定义式如下： constDS==VGSDVIgmΔΔ (单位mS) 2． VDS对沟道导电能力的控制 当VGS＞VGS(th)，且固定为某一值时，来分析漏源电压VDS对漏极电流ID的影响。VDS的不同变化对沟道的影响如图3-2所示。根据此图可以有如下关系 VDS=VDG＋VGS= —VGD＋VGS
MOS场效应管 一、二极管三极管MOS器件基本原理 P-N结及其电流电压特性 晶体二极管为一个由p 型半导体和n 型半导体形成的p-n 结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。当不存在外加电压时，由于p-n 结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。当外界有正向电压偏置时，外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流：。 当外界有反向电压偏置时，外界电场和自建电场进一步加强，形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流I0 。当外加的反向电压高到一定程度时，p-n 结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程，产生大量电子空穴对，产生了数值很大的反向击穿电流，称为二极管的击穿现象。 双极结型三极管相当于两个背靠背的二极管PN 结。正向偏置的EB 结有空穴从发射极注入基区，其中大部分空穴能够到达集电结的边界，并在反向偏置的CB 结势垒电场的作用下到达集电区，形成集电极电流IC 。在共发射极晶体管电路中, 发射结在基极电路中正向偏置, 其电压降很小。绝大部分的集电极和发射极之间的外加偏压都加在反向偏置的集电结上。由于VBE 很小，所以基极电流约为IB= 5V/50 k Ω= 0.1mA 。如果晶体管的共发射极电流放大系数β= IC / IB =100, 集电极电流IC= β*IB=10mA。在500Ω的集电极负载电阻上有电压降VRC=10mA*500Ω=5V，而晶体管集电极和发射极之间的压降为VCE=5V，如果在基极偏置电路中叠加一个交变的小电流ib，在集电极电路中将出现一个相应的交变电流ic，有c/ib=β，实现了双极晶体管的电流放大作用。
场效应管特性及单端甲类功放制作全过程 场效应管控制工作电流的原理与普通晶体管完全不一样，要比普通晶体管简单得多，场效应管只是单纯地利用外加的输入信号以改变半导体的电阻，实际上是改变工作电流流通的通道大小，而晶体管是利用加在发射结上的信号电压以改变流经发射结的结电流，还包括少数载流子渡越基区后进入集电区等极为复杂的作用过程。场效应管的独特而简单的作用原理赋予了场效应管许多优良的性能，它向使用者散发出诱人的光辉。 场效应管不仅兼有普通晶体管和电子管的优点，而且还具备两者所缺少的优点。场效应管具有双向对称性，即场效应管的源极和漏极是可以互换的（无阻尼），一般的晶体管是不容易做到这一点的，电子管是根本不可能达到这一点。所谓双向对称性，对普通晶体管来说，就是发射极和集电极互换，对电子管来说，就是将阴极和阳极互换。 一、场效应管的特性 场效应管与普通晶体管相比具有输入阻抗高、噪声系数小、热稳定性好、动态范围大等优点。它是一种压控器件，有与电子管相似的传输特性，因而在高保真音响设备和集成电路中得到了广泛的应用，其特点有以下一些。 高输入阻抗容易驱动，输入阻抗随频率的变化比较小。输入结电容小（反馈电容），输出端负载的变化对输入端影响小，驱动负载能力强，电源利用率高。 场效应管的噪声是非常低的，噪声系数可以做到1dB以下，现在大部分的场效应管的噪声系数为0.5dB左右，这是一般晶体管和电子管难以达到的。 场效应管具有更好的热稳定性和较大的动态范围。 场效应管的输出为输入的2次幂函数，失真度低于晶体管，比胆管略大一些。场效应管的失真多为偶次谐波失真，听感好，高中低频能量分配适当，声音有密度感，低频潜得较深，音场较稳，透明感适中，层次感、解析力和定位感均有较好表现，具有良好的声场空间描绘能力，对音乐细节有很好表现。 普通晶体管在工作时，由于输入端（发射结）加的是正向偏压，因此输入电阻是很低的，场效应管的输入端（栅极与源极之间）工作时可以施加负偏压即反向偏压，也可以加正向偏压，因此增加了电路设计的变通性和多样性。通常在加反向偏压时，它的输入电阻更高，高达100MΩ以上，场效应管的这一特性弥补了普通晶体管及电子管在某些方面应用的不足。 场效应管的防辐射能力比普通晶体管提高10倍左右。 转换速率快，高频特性好。 场效应管的电压与电流特性曲线与五极电子管输出特性曲线十分相似。 场效应管的品种较多，大体上可分为结型场效应管和绝缘栅场效应管两类，且都有N型沟道（电流通道）和P型沟道两种，每种又有增强型和耗尽型共四类。 绝缘栅场效应管又称金属（M）氧化物（O）半导体（S）场效应管，简称MOS管。按其内部结构又可分为一般MOS管和VMOS管两种，每种又有N型沟道和P型沟道两种、增强型和耗尽型四类。 VMOS场效应管，其全称为V型槽MOS场效应管，是在一般MOS场效应管的基础上发展起来的新型高效功率开关器件。它不仅继承了MOS场效应管输入阻抗高（大于100MΩ）、驱动电流小（0.1uA左右），还具有耐压高（最高1200V）、工作电流大（1.5～100A）、输出功率高（1～250W）、跨导线性好、开关速度快等优良特性。目前已在高速开关、电压放大（电压放大倍数可达数千倍）、射频功放、开关电源和逆变器等电路中得到了广泛应用。由于它兼有电子管和晶体管的优点，用它制作的高保真音频功放，音质温暖甜润而又不失力度，备受
VMOS场效应管 VMOS场效应管（VMOSFET）简称VMOS管或功率场效应管，其全称为V 型槽MOS场效应管。它是继MOSFET之后新发展起来的高效、功率开关器件。它不仅继承了MOS场效应管输入阻抗高（≥108Ω）、驱动电流小（0.1μA 左右），还具有耐压高（最高可耐压1200V）、工作电流大（1.5A～100A）、输出功率高（1～250W）、跨导的线性好、开关速度快等优良特性。正是由于它将电子管与功率晶体管之优点集于一身，因此在电压放大器（电压放大倍数可达数千倍）、功率放大器、开关电源和逆变器中正获得广泛应用。 众所周知，传统的MOS场效应管的栅极、源极和漏极大致处于同一水平面的芯片上，其工作电流基本上是沿水平方向流动。VMOS管则不同，其两大结构特点： 第一，金属栅极采用V型槽结构； 第二，具有垂直导电性。由于漏极是从芯片的背面引出，所以ID不是沿芯片水平流动，而是自重掺杂N+区（源极S）出发，经过P沟道流入轻掺杂N-漂移区，最后垂直向下到达漏极D。 因为流通截面积增大，所以能通过大电流。由于在栅极与芯片之间有二氧化硅绝缘层，因此它仍属于绝缘栅型MOS场效应管。 VMOS场效应管的检测方法 （1）判定栅极G 将万用表拨至R×1k档分别测量三个管脚之间的电阻。若发现某脚与其它两脚的电阻均呈无穷大，并且交换表笔后仍为无穷大，则证明此脚为G 极，因为它和另外两个管脚是绝缘的。 （2）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，此时黑笔的是S极，红笔接D极。（3）测量漏-源通态电阻RDS（on） 将G-S极短路，选择万用表的R×1档，黑表笔接S极，红表笔接D极，阻值应为几欧至十几欧。 由于测试条件不同，测出的RDS（on）值比手册中给出的典型值要高一些。例如用500型万用表R×1档实测一只IRFPC50型VMOS管，RDS （on）=3.2W，大于0.58W（典型值）。 （4）检查跨导
场效应管的基础学问 英文名称：MOSFET （简写：MOS ） 中文名称：功率场效应晶体管（简称：场效应管） 场效应晶体管简称场效应管，它是由半导体材料构成的。 与一般双极型相比，场效应管具有许多特点。 场效应管是一种单极型半导体（内部只有一种载流子一多子） 分四类： N沟通增加型；P沟通增加型; N沟通耗尽型；P沟通耗尽型。 增加型MOS管的特性曲线 场效应管有四个电极，栅极G、漏极D、源极S和衬底B ,通常字内部将衬底B与源极S相连。这样，场效应管在外型上是一个三端电路元件场效管是一种 压控电流源器件，即流入的漏极电流ID栅源电压UGS掌握。
1、转移特性曲线: 应留意： ①转移特性曲线反映掌握电压VGS与电流ID之间的关系。 ②当VGS很小时,ID基本为零，管子截止;当VGS大于某一个电压VTN时ID随VGS的变化而变化，VTN称为开启电压，约为2V0 ③无论是在VGS 2、输出特性曲线：输出特性是在给顶VGS的条件下，ID与VDS之间的关系。可分三个区域。 ①夹断区：VGS ②可变电阻区：VGS>VTN且VDS值较小。VGS值越大，则曲线越陡，D、S极之间的等效电阻RDS值就越小。 ③恒流区：VGS>VTN且VDS值较大。这时ID只取于VGS ,而与VDS无关。 3、MOS管开关条件和特点：管型状态,N-MOS , P-MOS特点 截止VTN , RDS特别大，相当与开关断开 导通VGS2VTN , VGS 4、MOS场效应管的主要参数 ①直流参数 a、开启电压VTN ,当VGS>UTN时，增加型NMOS管通道。 b、输入电阻RGS , 一般RGS值为109〜1012。高值 ②极限参数 最大漏极电流IDSM击穿电压V(RB)GS , V(RB)DS 最大允许耗散功率PDSM 5、场效应的电极判别 用RxlK挡，将黑表笔接管子的一个电极，用红表笔分别接此外两个电极，如两次测得的结果阻值都很小，则黑表笔所接的电极就是栅极(G),此外两极为源(S)、漏(D)极，而且是N型沟场效应管。 在测量过程中，如消失阻值相差太大，可改换电极再测量，直到消失两阻值都很大或都小为止。 假如是P沟道场效应管，则将表笔改为红表笔，重复上述方法测量。 6、结型场效应管的性能测量 V-MOS简介 一般场效应管虽然输入阻抗较高，但输出端带负载的能力很低；一般大功率晶体管虽然能输出较大的功率，但由于输入阻抗较低，输入端需有较大的推动电流才能工作，因此还要设较复杂的推动级。本文向读者推荐的这种VMOS管是一种功率场效应管，兼有上述两种管子的优点，在设计线路时，可使线路大为简化。另外这种管子还有许多其它独特的优点。这是近年（指80年代）来才发展起来的一种新型器件。 VMOS功率场效应管又叫V型槽金属氧化物半导体场效应管，用英文缩写字母可写成“VMOS FET”。有关这种管子的结构原理及特性，本刊在1985年第4期上已有专文述及（下次再转贴），这里不说了。仅说说这种管子在应用方面的特点，并给出几种应用电路例子，供使用参考。 与普通大功率晶体管相比较，VMOS功率场效应管有如下一些优点： （1）VMOS管具有很高的输入阻抗（10的8次方欧姆左右），其输入端能直接与CMOS、TTL集成电路和其它高阻抗器件连接。 （2）VMOS管在工作时的输入电流甚微（0.1μA以下），一般认为只要输入端有电压就可以驱动，因此对驱动器件的功率要求很低，属电压控制器件。如从电流角度看，VMOS 管的电流放大系数高达10的9 次方。所以单个VMOS管经常可用来代替由两三只普通晶体管组成的达林顿管（复合管） （3）VMOS管是多数载流子器件，没有普通晶体管所固有的少子存储效应。适于高频高速工作。例如：VMOS智能在4毫微秒（ns）内开关1A的电流。这比普通晶体管快了10～200倍。 （4）VMOS管具有负的电流温度系数，即栅源电压不变的情况下，导通电流会随温度的上升而下降（普通晶体管正相反），因而VMOS管不存在由于二次击穿所引起管子损坏的现象，使它特别适于做大功率器件。 下面介绍几个应用电路： 1.电源：串联型稳压电源所用调整管的功率不能满足要求时，通常是用几只晶体管并联起来使用，如图1所示。 《电工电子技术》课程电子教案 教师：韩振花 序号：12 教学项目 （任务）名称 常用半导体器件 课时数 1 教学内容 主要知识点 MOS 场效应管结构与工作原理 重点、难点 MOS 场效应管的工作原理、MOS 场效应管的选用，MOS 场效应管的伏 安特性、MOS 场效应管的分类 教学目标 专业能力 MOS 场效应管的正确选用 方法能力 学生利用动画、仿真、实操等掌握MOS 场效应管的使用 社会能力 提高逻辑思维能力，锻炼理性思维。 学生情况分析 高职高专学生 教学环境要求 多媒体教室与实训室 教学方法 理论与实操相结合，即学即练 教学手段 多媒体教学，小组协作训练 教学过程设计 教学步骤 教学内容 学生活动 时间分配 明确任务 MOS 场效应管 晶体管是即有多数载流子，也利用少数载流子导 电，被称之为双极型器件。场效应管是只有一种载流 子参与导电，用输入电压控制输出电流的半导体器 件，所以称之为单极型器件。图1中MOS 场效应管。 观看图片、动 画、仿真 5 教学步骤 教学内容 学生活动 时间分配 知识引导1. MOS场效应管介绍 场效应管是只有一种载流子参与导电，用输入电 压控制输出电流的半导体器件。有N沟道器件和P沟 道器件。有结型场效应三极管JFET(Junction Field Effect Transister)和绝缘栅型场效应三极管 IGFET( Insulated Gate Field Effect Transister) 之分。 IGFET也称金属-氧化物-半导体三极管MOSFET （Metal Oxide SemIConductor FET）。 MOS场效应管有增强型（Enhancement MOS 或 EMOS）和耗尽型(Depletion)MOS或DMOS）两大类， 每一类有N沟道和P沟道两种导电类型。场效应管有 三个电极： D(Drain) 称为漏极，相当双极型三极管的集电极； G(Gate) 称为栅极，相当于双极型三极管的基极； S(Source) 称为源极，相当于双极型三极管的发射极。 N沟道增强型MOSFET基本上是一种左右对称 的拓扑结构，它是在P型半导体上生成一层SiO2 薄 膜绝缘层，然后用光刻工艺扩散两个高掺杂的N型 区，从N型区引出电极，一个是漏极D，一个是源极 S。在源极和漏极之间的绝缘层上镀一层金属铝作为 栅极G。P型半导体称为衬底(substrat)，用符号B表 示。如图3所示。 图3 增强型MOS(EMOS)场效应管 2.MOS场效应管的工作原理 PPT、动画演 示、图片 30 场效应晶体管（Field Effect Transistor缩写(FET)）简称场效应管。一般的晶体管是由两种极性的载流子,即多数载流子和反极性的少数载流子参与导电,因此称为双极型晶体管,而FET仅是由多数载流子参与导电,它与双极型相反,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（108W～109W）、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。 一、场效应管的分类 场效应管分结型、绝缘栅型两大类。结型场效应管（JFET）因有两个PN结而得名，绝缘栅型场效应管（JGFET）则因栅极与其它电极完全绝缘而得名。目前在绝缘栅型场效应管中，应用最为广泛的是MOS场效应管，简称MOS管（即金属-氧化物-半导体场效应管MOSFET）；此外还有PMOS、NMOS和VMOS功率场效应管，以及最近刚问世的πMOS 场效应管、VMOS功率模块等。 按沟道半导体材料的不同，结型和绝缘栅型各分沟道和P沟道两种。若按导电方式来划分，场效应管又可分成耗尽型与增强型。结型场效应管均为耗尽型，绝缘栅型场效应管既有耗尽型的，也有增强型的。 场效应晶体管可分为结场效应晶体管和MOS场效应晶体管。而MOS场效应晶体管又分为N沟耗尽型和增强型；P沟耗尽型和增强型四大类。见下图。 二、场效应晶体管的型号命名方法 现行场效应管有两种命名方法。 第一种命名方法与双极型三极管相同，第三位字母J代表结型场效应管，O代表绝缘栅场效应管。第二位字母代表材料，D是P型硅，反型层是N沟道；C是N型硅P沟道。例如,3DJ6D是结型N沟道场效应三极管，3DO6C 是绝缘栅型N沟道场效应三极管。 第二种命名方法是CS××#，CS代表场效应管，××以数字代表型号的序号，#用字母代 1：：把万用表打到欧姆档 红笔接D,黑笔接S,有一定电阻值(非0非无穷) 黑笔接D,红笔接S,此时电阻无穷大. (因为Uds>0时,有Id.Uds<0时,无Id) 这样就可判断D,S.余下那个为G栅极 2：：判断个屁呀,场效应管的管脚定义是世界统一的,从左到右依次为:G,D,S极. ⊙手机充电保护端常用场效应管MOSFET，推荐型号有：（DFN3*2 封装）AON4703 ⊙充电器、电动玩具、MP4、GPS、便携式DVD、数码相框、锂电池等场效应管MOSFET，推荐型号有：（SOT-23 封装）Single-N 沟道AO3400 、AO3402 、AO3406 、AO3414 、AO3424 ；Single-P 沟道AO3401 、AO3407 、AO3409 、AO3413、AO3415 、AO3423 ；（SOIC-8 封装）Single-N 沟道AO4406 、AO4408、AO4410 、AO4420 、AO4430 、AO4474 、AO4456 、AO4468；Single-P沟道AO4405 、AO4407 、AO4409 、AO4411 、AO4413 、AO4419 、AO4421 、AO4423 、AO4425 、AO4429、AO4459 ；Dual-N 沟道AO4806 、AO4812 、AO4822、AO4826 、AO4828 、AO9926B ；Dual-P 沟道AO4801 、AO4803 、AO4805 、AO4821 ；（TSSOP-8 封装）Dual-N 沟道AO8810 、AO8814 、AO8820 、AO8822 ；（SC70-3 封装）Dual-N 沟道AO7400 、AO7402 ；Dual-P 沟道AO7401 、AO7405 、AO7407 ；⊙夜晶显示器、便携式DVD、数码相框等屏用高压条，常用场效应管MOSFET，推荐型号有：N+P 沟道AO4604 、AO4606 、AO4619、AO4620、；⊙电脑主板、显卡、电动工具、电动玩具、锂电池等常用场效应管MOSFET，推荐型号有：（TO-252 封装）Single-N 沟道AOD422、AOD442、AOD444、AOD452 、AOD464、AOD472 、AOD480、AO484 Single-P 沟道AOD403 、AOD407、AOD413、AO417 ⊙数码相框、DVB、通讯网络交换机常用电源IC，推荐型号有：AOZ1010AI 、AOZ1013AI 、AOZ1014AI 、AOZ1016AI 型号厂家用途构造沟道v111(V) ixing(A) pdpch(W) waixing 1 2SJ11 东芝DC, LF A, JChop P 20 -10m 100m 4-2 2 2SJ12 东芝DC, LF A,J Chop P 20 -10m 100m 4-2 3 2SJ13 东芝DC, LF A, JChop P 20 -100m 600m 4-35 4 2SJ1 5 富士通DC, LF A J P 18 -10m 200m 4-1 5 2SJ1 6 富士通DC, LF A J P 18 -10m 200m 4-1 6 2SJ1 7 C-MIC J P 20 0.5m 10m 4-47 7 2SJ18 LF PA J(V) P 170 -5 63 4-45 8 2SJ19 NEC LF D J(V) P 140 -100m 800m 4-41 9 2SJ20 NEC LF PA J(V) P 100 -10 100 4-42 10 2SJ22 C-MIC J P 80 0.5m 50m 场效应管 VMOS场效应管工作原理 1. 场效应管简介 场效应管（Field Effect Transistor，简称FET）是一种常见的半导体器件，用于放大电信号或作为开关。它具有高输入阻抗、低输出阻抗、低噪声和高频特性等优点，广泛应用于各种电子设备中。 场效应管主要包括三种类型：JFET（结型场效应管）、MOSFET（金属氧化物半导体场效应管）和IGBT（绝缘栅双极型晶体管）。其中，VMOS（Vertical MOS）场效应管是一种常见的MOSFET管型。 2. VMOS场效应管结构 VMOS场效应管的结构相对复杂，但其基本原理与其他MOSFET相似。下面是VMOS 场效应管的结构示意图： _____________ | | | | | | | | | | |_____________| | | | | | | | | | |______|______| | | | | | | | | | | |_____________| | | | | | | | | | |______|______| Source Drain VMOS场效应管的结构可以简单分为三个区域：沟道区、源极区和漏极区。其中，沟道区是导电效应的主要发生区域。 3. VMOS场效应管工作原理 VMOS场效应管的工作原理与其他MOSFET相似，主要是通过控制栅极电压来控制沟 道中的电流。以下是VMOS场效应管的工作原理的详细解释： 1.没有栅极电压（截止区）：当栅极电压为0V时，栅极和沟道之间没有电场， 沟道中没有形成导电通道，导致漏极和源极之间没有电流流动。此时，VMOS 场效应管处于截止状态。 2.正向栅极电压（放大区）：当给栅极施加正向电压时，栅极和沟道之间形成 电场，电场越强，沟道中的电子越容易受到吸引，形成导电通道。此时，漏 极和源极之间开始有电流流动，且电流的大小与栅极电压成正比。这种状态 下，VMOS场效应管处于放大区。 3.超过临界电压（饱和区）：当栅极电压进一步增加，超过了一定的临界电压 （也称为阈值电压），沟道中的导电通道已经形成，不再受栅极电压的影响。 此时，漏极和源极之间的电流不再随栅极电压的变化而变化，保持一个相对 稳定的数值。这种状态下，VMOS场效应管处于饱和区。 4.负向栅极电压（反向击穿）：当给栅极施加负向电压时，栅极和沟道之间的 电场会阻碍电子通过，导致沟道中的导电通道被阻断。此时，漏极和源极之 间没有电流流动，VMOS场效应管处于关闭状态。 4. VMOS场效应管特点 VMOS场效应管相对于其他类型的场效应管具有以下特点： 1.低导通电阻：VMOS场效应管的导通电阻相对较低，能够承受较大的电流。 2.高输入阻抗：VMOS场效应管的栅极绝缘层具有很高的绝缘阻抗，能够提供 很高的输入阻抗。 3.高开关速度：由于VMOS场效应管的结构特点，其开关速度较快。 4.适用于大功率应用：VMOS场效应管由于其低导通电阻和高耐压能力，适用 于大功率应用场景。 5. 应用领域 VMOS场效应管由于其特点和优势，在各个领域都有广泛的应用，包括但不限于：1.电力电子：VMOS场效应管常用于电力变换器、逆变器、交流调速系统等大 功率电子设备中。 2.通信设备：VMOS场效应管可用于射频功率放大器、射频开关等通信设备中。 全系列场效应管VMOSIGBT参数 场效应管（FET）和绝缘栅双极晶体管（IGBT）是两种常见的功率开关器件，在电子和电力系统中广泛应用。在了解这两种器件的参数之前，我们先来了解一下它们的基本工作原理。 场效应管（FET）是一种控制電荷流通的三端器件。主要由源极、漏极和栅极组成。FET的特点是输入电流较小，输出电阻较低，能够承受较大的功率。FET的主要类型有MOSFET（金属氧化物半导体场效应管）和VMOS（垂直型金属氧化物半导体场效应管）。 VMOS是一种特殊类型的MOSFET。VMOS的结构使其能够承受较高的功率。其主要特点是漏极电流和栅极电流之比较低，可以实现高转导，从而具有较小的输入电容和较高的开关速度。由于VMOS的漏极电流较低，可以减少功耗和发热，提高效率，并且可以减少开关损耗。 IGBT是一种双极晶体管，结合了场效应管和双极晶体管的优点。它具有高输入阻抗和低输出电阻的特点。IGBT的主要工作原理是栅极电压控制电流流动，从而实现开关功能。它广泛应用于高效率、高频率和高电压的功率应用领域，例如电动车、工业电机控制和电力变换等。 现在，让我们来看一下VMOS和IGBT的一些重要参数： 1.最大工作电压（VDS/VCE）：这是器件可以承受的最大电压。一旦超过这个电压，器件可能会发生击穿或损坏。 2.最大电流（ID/IC）：这是器件可以承受的最大电流。如果超过这个电流，可能会导致器件过热或损坏。 3. 导通电阻（RDS(on)/RCE(on)）：这是器件在导通状态下的电阻。较低的导通电阻可以减小功耗和电压降。 4.开启时间（tON）和关闭时间（tOFF）：这是器件从关断状态到导通状态和从导通状态到关断状态的转换时间。较短的开启和关闭时间可以提高开关速度和效率。 5. 输入电容（Ciss）和输出电容（Coss）：这是器件的输入和输出电容。较小的电容可以减小开关损耗和功耗。 6.热阻（θJA/θJC）：这是器件的热阻，描述了器件散热的能力。较低的热阻可以减少温度升高和提高器件的可靠性。 以上是VMOS和IGBT的一些重要参数。不同的应用场景可能有不同的要求，因此在选择和设计电路时，需要根据具体的需求来选择合适的器件和参数。 VMOS场效应管基础知识及检测方法 VMOS（Vertical Metal-Oxide-Semiconductor）场效应管是一种特殊 类型的场效应管。它具有垂直结构和金属-氧化物-半导体器件的特点。本 文将介绍VMOS场效应管的基础知识以及常见的检测方法。 1.VMOS场效应管的基础知识 VMOS场效应管由垂直结构的N型沟道和PN结构的壳结构组成。其结 构可分为漏极、源极、栅极和底座四部分。漏极和源极是栅极的两侧，其 中沟道绝缘层上形成了沟道结构。应用正向偏压时，沟道导通，电流流经 漏极和源极；应用反向偏压时，沟道断开，电流无法流过。VMOS场效应 管的主要特点有以下几点： -较低的电流漏失：由于沟道呈直线结构，电流在沟道中流动的路径 更短，从而减小了电流的漏失。 -高阻断电压：由于底座厚度的增加，VMOS场效应管能够承受更高的 阻断电压。 -高速驱动特性：由于栅极距沟道较近，栅极控制能力强，提高了开 关速度。 -低导通电阻：VMOS场效应管具有较低的导通电阻，减小了功率损耗。 2.VMOS场效应管的检测方法 -观察外观：首先检查VMOS场效应管的外观，观察是否有焊点断裂、 外壳破损等情况。 -测试管子是否短路：使用万用表的二极管测试功能，将正极接到栅极，负极接到漏极或源极，观察测试结果。正常情况下，只有漏极和源极之间的电导很小，其他管子应该是正向断路的。 -测试管子是否导通：同样使用万用表的二极管测试功能，将正极接到栅极，负极接到漏极或源极。正常情况下，只有当正负极交叉接到栅极和漏极（或源极）时，才会出现导通现象。 -测试漏极、源极和栅极之间的电阻：使用万用表的电阻测试功能，测量漏极和源极之间的电阻以及漏极和栅极之间的电阻。正常情况下，漏极和源极之间的电阻应该为无穷大，漏极和栅极之间的电阻应该很大。 -漏极和源极之间的主极工作电流测试：可以使用数字万用表的电流测量功能，将正极接到漏极（或源极），负极接到源极（或漏极），通过测量电流来判断是否存在漏极和源极之间的短路。 通过以上的基础知识和检测方法，可以较好地了解和检测VMOS场效应管的性能和工作状态，从而更好地应用和维护该器件。 用万用表测量场效应管 用万用表测量（试）vmos功率场效应管 1、判断引脚极性（电极） 万用表复置r×1k档，分别测试三个电极间的阻值，如果其中—脚与另两脚间的电阻 为无穷大，且互换表笔测试仍—样．表明这—脚为栅极g。由图1(b)可以窥见，源、漏极 之间相等于一个pn结，测量其正、逆向电阻，以阻值较小(约几千欧)的那次为依据，白 表笔接的是源极(p型)s，白表笔直奔的就是漏极(n型)d，对n导线vmos管推论恰好相反。通常vmos管曲面极d与外壳(或散热片)就是连在一起的，这就是更容易区分凿、源两电 极了。 图1vmos功率场效应管外形及内部结构示意图 ①万Weinreb复置r×1k档，先短路一下栅－源极，泄压下栅极上感应器的电荷，然 后用黑表笔接s，白表笔接d，例如测到的阻值在几千欧，再短接—之下g、s后互换表笔 测得阻值为无穷大，表明管子凿、源极间pn结是不好的。 ②用导线将g、s短路起来，万用表置r×1档，黑表笔接s，红表笔接d，如测得的 阻值在几欧姆，说明管子是好的，并且阻值越小，还说明管子的放大能力越强。其判断理 由是：将g、s极短路并用黑表笔接源极s时，就相当于给栅极加上了正偏压，这个正电 压产生的电场会把源极n+型和p沟道区内的电子吸附到氧化膜的表面，从而分离出大量的空穴参予导电，使电流剧增，电阻减小。 ③万用表复置r×10档，分别测量g－s、g－d极间的两极向电阻，如果都为无穷大，表明管于是不好的，否则表明栅极与漏、源极间存有漏电或者打穿损毁。对于n导线管互 换表笔测试即可。 3、放大能力（跨导）的测量 vmos管及的压缩能力(跨导)的测量可以参照《绝缘栅场效应管的测量》一文中关于mos管压缩能力的测试方法。 场效应管工作原理（一） 场效应晶体管（Field Effect Transistor缩写(FET)）简称场效应管。一般的晶体管是由两种极性的载流子,即多数载流子和反极性的少数载流子参与导电,因此称为双极型晶体管,而FET仅是由多数载流子参与导电,它与双极型相反,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（108～109Ω）、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。 一、场效应管的分类 场效应管分结型、绝缘栅型两大类。结型场效应管（JFET）因有两个PN结而得名，绝缘栅型场效应管（JGFET）则因栅极与其它电极完全绝缘而得名。目前在绝缘栅型场效应管中，应用最为广泛的是MOS场效应管，简称MOS管（即金属-氧化物-半导体场效应管MOSFET）；此外还有PMOS、NMOS和V MOS功率场效应管，以及最近刚问世的πMOS场效应管、VMOS功率模块等。 按沟道半导体材料的不同，结型和绝缘栅型各分沟道和P沟道两种。若按导电方式来划分，场效应管又可分成耗尽型与增强型。结型场效应管均为耗尽型，绝缘栅型场效应管既有耗尽型的，也有增强型的。 场效应晶体管可分为结场效应晶体管和MOS场效应晶体管。而MOS场效应晶体管又分为N沟耗尽型和增强型；P沟耗尽型和增强型四大类。见下图。 二、场效应三极管的型号命名方法 现行有两种命名方法。第一种命名方法与双极型三极管相同，第三位字母J代表结型场效应管，O 代表绝缘栅场效应管。第二位字母代表材料，D是P型硅，反型层是N沟道；C是N型硅P沟道。例如, 3DJ6D是结型N沟道场效应三极管，3DO6C 是绝缘栅型N沟道场效应三极管。 MOSFET基本认识及分类 来源:电源谷作者:Blash MOSFET 是英文MetalOxide Semicoductor Field Effect Transistor 的缩写，译成中文是“金属氧化物半导体场效应管”。它是由金属、氧化物(SiO2或SiN) 及半导体三种材料制成的器件。按沟道半导体材料的不同，MOSFET 分为N 沟道和P 沟道两种。按导电方式来划分，又可分成耗尽型与增强型。 耗尽型与增强型主要区别是在制造SiO2绝缘层中有大量的带电离子。以P 型耗尽型MOSFET 为例，SiO2绝缘层中有大量的正离子，使在P 型衬底的界面上感应出较多的负电荷，即在两个N 型区中间的P 型硅内形成N 型导电沟道，所以在VGS ＝0 时，有VDS 作用时也有一定的ID(IDSS) ；当VGS 有电压时( 可以是正电压或负电压) ，改变感应的负电荷数量，从而改变ID 的大小。VP 为ID ＝0 时的VGS ，称为夹断电压。 MOSFET 的种类与其导通特性如图1 所示： 图1 MOSFET 分类及导通特性 (a) N 沟道耗尽型(b) P 沟道耗尽型(c) N 沟道增强型(d) P 沟道增强型 功率MOSFET(Power MOSFET) 是指它能输出较大的工作电流( 几安到几十安) ，用于功率输出级的器件。直到VMOSFET 工艺出现之后，才能制造出输出功率足够大的场效应管。 VMOS 场效应管（VMOSFET ）简称VMOS 管或功率场效应管，其全称为V 型槽MOS 场效应管。它是继MOSFET 之后新发展起来的高效、功率开关器件。它不仅继承了MOS 场效应管输入阻抗高（≥ Ω ）、驱动电流小（0.1 μ A 左右），还具有耐压高（最高可耐压1200V ）、工作电流大（1.5A ～100A ）、跨导线性好、开关速度快等优良特性。因此在电压放大器（电压放大倍数可达数千倍）、功率放大器、开关电源和逆变器中正获得广泛应用。 传统的MOS 场效应管的栅极、源极和漏极大致处于同一水平面的芯片上，其工作电流基本上是沿水平方向流动。VMOS 管则不同，第一，金属栅极采用V 型槽结构；第二，具有垂直导电性。由于漏极是从 场效应管的问题点解答 1 场效应管的性能与双极型三极管比较具有哪些特点？ 答： 场效应管是另一种半导体放大器件。在场效应管中只是多子参与导电，故称为单极型三极管；而普通三极管参与导电的，既有多数载流子，又有少数载流子，故称为双极型三极管。由于少数载流子的浓度易受温度的影响，因此，在温度稳定性、低噪声等方面前者优于后者。2．双极型三极管是电流控制器件，通过控制基极电流到达控制输出电流的目的。因此，基极总有一定的电流，故三极管的输人电阻较低；场效应管是电压控制器件，其输出电流决定于栅源极之间的电压，栅极基本上不取电流，因此，它的输入电阻很高，可达109～1014Ω。高输入电阻是场效应管的突出优点。 3．场效应管的漏极和源极可以互换，耗尽型绝缘栅管的栅极电压可正可负，灵活性比双极型三极管强。 4 场效应管和三极管都可以用于放大或作可控开关。但场效应管还可以作为压控电阻使用，可以在微电流、低电压条件下工作。且便于集成。在大规模和超大规模集成电路中应用极为广泛。 2 场效应管的伏安特性如何表示？试以N沟道结型场效应管为例，说明场效应管的输出特性曲线与双极型三极管的输出特性有和区别？ 答： 场效应管的伏安特性用输出特性（又称漏极特性）Id=f(Vds)|Vgs=常数和转移特性 Id=f(Vgs)|Vds=常数表示。它们都反映了场效应管工作的同一物理过程，转移特性可以直接从输出特性上用作图法�一对应地求出。 N沟道结型场效应管的输出特性曲线与双极型三极管的输出特性相比有类似之处，但有区别，详见表 1．3．2。 3 何为场效应管的开启电压Vt和夹断电压Vp? 在图1.3.3(a)和(b)所示场效应管的输出特性曲线上如何确定其值？ 答： 对于增强型绝缘栅型场效应管(MOSFET)，在Vgs=0时不存在导电沟道，只有当Vgs达到开启电压Vt时才有漏极电流Id。因此，在输出特性中， Id大于或等于零（即开始出现Id）时 场效应管的检测 （1） 场效应管概述 场效应管有结型场效应管﹙简称JFET ﹚和绝缘栅型场效应管﹙简称IGFET ﹚两大类，绝缘栅型场效应管的栅极与沟道之间有一层很薄的SiO 2绝缘体，从垂直衬底的角度看，这种场效应管有一种金属（铝）—氧化物（SiO 2）—半导体构成，故又称为MOSFET 管。从导电沟道来分，又分为P 沟道和N 沟道场效应管。N 沟道和P 沟道场效 应管工作原理相同,只是工作电压极性相反。它具有输入阻抗高、噪声系数低、热稳性好等优点。图1是结型场 效应管的结构和电路符号。图2是绝缘栅型场效应管的结构和电路符号，它分为增强型和耗尽型两大类。 图1 结型场效应管的结构及电路符号 G 图2 绝缘场效应管的结构及电路符号 D S B G 耗尽型 N 沟道 P 沟道 G B S D D S B G P 沟道 N 沟道 增强型 G B S D 源极漏极 （1） 场效应管的工作原理和特性曲线 N 沟道JFET 是在一根N 型半导体棒两则通过高浓度扩k u ò 散制造两个重掺杂P +区，形成两个PN 结，将两个P +区接在一起引出一个电极，称为栅极G ，两个PN 结之间的N 型半导体构成导电沟道。在N 型半导体的两端各制造一个欧姆接触电极，这两个电极加上一定电压，便在沟道形成电场，在此电场作用下，形成多数截流子—自由电子产生的漂移电流。将电子发源端称为源极S ,接收端称为漏极D 。在JFET 中，源极和漏极是可以互换的。在其余的应慎重考虑。 如图3所示，如果在栅极G 和源极S 之间加上负的电压U GS ,而在漏极D 和源极S 之间加上正的电压U DS ,那么在U DS 作用下，电子将源源不断地由源极向漏极运动，形成漏极电流I D 。因为栅源电压U GS 为负，PN 结反偏，在栅源间仅存在微弱的反向饱和电流，所以栅极电流I G ≈0，源极电流I S =I D 。这就是结型场效应管输入阻抗很大的原因。V-MOS简介
电子教案-《模拟电子技术》(冯泽虎)教学课件知识点12：MOS场效应管结构与工作原理-电子教案 电子课件
场效应管基础知识-很全
场效应管知识集锦
vmos场效应管工作原理
全系列场效应管VMOSIGBT参数
VMOS场效应管基础知识及检测方法
用万用表测量场效应管
场效应管工作原理
mosfet基本认识及分类
场效应管的问题点解答
场效应管
相关主题
文本预览