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《泰德蘭電子》提供美國AOS萬代高低壓MOS管功率MOSFET的型號選型推薦及應用問題分析技術支援以及mojay茂捷的AC-DC,torex特瑞仕的DC-DC電源IC/霍尼韋爾(Honeywell)感測器等方案型號推薦---MOS管的源極和漏極是否可以互換使用,場效電晶體D極與S極能否隨意互換?
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  • 1 # AOS美國萬代半導體

    答:場效電晶體D極與S極能否隨意互換?

    場效電晶體可分為結型場效電晶體(簡稱JFET)和絕緣柵場效電晶體(簡稱MOS管或MOSFET)兩種。每種又可分為N溝道和P溝道兩類,N溝道和P溝道場效電晶體工作原理相同,只是工作電壓極性相反,這就像三極體有NPN型和PNP型之分一樣。增強型和耗盡型之分,有關圖形符號如圖1。

    結型場效電晶體的源極S和漏極在製造工藝上是對稱的,可以互換使用。如筆者把3DJ6應用於功效前置級,D、S極互換後,電路工作狀態並無變化。

    MOS管的襯底B與源極如果不連在一起,則D、S極可以互換,但有的MOS管由於結構上的原因(即襯底B與源極S連在一起),其D、S極不能互換。作開關管用的場效電晶體,一般都是功率型NMOS管,就屬於這種特例。對於增強型NMOS管,從其轉移特性看,其Ugs要大於開啟電壓(一般為幾伏),管子才導通。而耗盡型NMOS管儘管Ugs可以為正、零或負值,但其Ugs=Up時(Up稱夾斷電壓,為負的幾伏),Id=0,管子截止,所以對於NMOS管,實際使用時,G極對地電位較低,若S極接供電(高電位),則Ugs遠小於0,超出管子的使用條件,必使管子擊穿損壞。

    從輸出特性看,對於功率型NMOS管,工作時Uds》0,其漏極擊穿電壓V(br)ds很高,反之Usd很低,若S接高電位,D接低電位,則MOS管將被擊穿。

    綜上所述,MOS管的D、S極不可隨便對調使用,功率型MOS管其D、S極絕不能互換。對於功率型MOS管,D、S極間多接有保護二極體D,有的G、S間極也接有保護二極體,見圖2。

    用指標萬用表R×100擋測試MOS管任意兩腳間的正反向電阻值,有5次為∞,一次較小,為幾百歐,否則管子一定損壞。阻值較小的這一次,對於NMOS管紅表筆接D極、黑筆接S極;對於PMOS管,紅筆接S極、黑筆接D極,餘下的是G極。由此可見D、S極間接的非普通二極體,美國aos萬代代理泰德蘭電子試過對於圖1結構的管子(如2SK727、2SK2828)即使用500型萬用表的R×10k擋測,紅筆接S極、黑筆接D極,阻值仍為∞。

    場效電晶體的源極和漏極可以互換使用嗎?

    在做電路設計中三極體和MOS管做開關用時候有什麼區別工作性質:

    1.三極體用電流控制,MOS管屬於電壓控制。

    2、成本問題:三極體便宜,MOS管貴。

    3、功耗問題:三極體損耗大。

    4、驅動能力:MOS管常用來電源開關,以及大電流地方開關電路。

    實際上就是三極體比較便宜,用起來方便,常用在數位電路開關控制。MOS管用於高頻高速電路,大電流場合,以及對基極或漏極控制電流比較敏感的地方。

    一般來說低成本場合,普通應用的先考慮用三極體,不行的話考慮MOS管實際上說電流控制慢,電壓控制快這種理解是不對的。要真正理解得了解雙極電晶體和MOS電晶體的工作方式才能明白。

    三極體是靠載流子的運動來工作的,以npn管射極跟隨器為例,當基極加不加電壓時,基區和發射區組成的pn結為阻止多子(基區為空穴,發射區為電子)的擴散運動,在此pn結處會感應出由發射區指向基區的靜電場(即內建電場),當基極外加正電壓的指向為基區指向發射區,當基極外加電壓產生的電場大於內建電場時,基區的載流子(電子)才有可能從基區流向發射區,此電壓的最小值即pn結的正向導通電壓(工程上一般認為0.7v)。

    但此時每個pn結的兩側都會有電荷存在,此時如果集電極-發射極加正電壓,在電場作用下,發射區的電子往基區運動(實際上都是電子的反方向運動),由於基區寬度很小,電子很容易越過基區到達集電區,並與此處的PN的空穴複合(靠近集電極),為維持平衡,在正電場的作用下集電區的電子加速外集電極運動,而空穴則為pn結處運動,此過程類似一個雪崩過程。集電極的電子透過電源回到發射極,這就是電晶體的工作原理。

    三極體工作時,兩個pn結都會感應出電荷,當做開關管處於導通狀態時,三極體處於飽和狀態,如果這時三極體截至,pn結感應的電荷要恢復到平衡狀態,這個過程需要時間。而MOS三極體工作方式不同,沒有這個恢復時間,因此可以用作高速開關管。

    (1)場效電晶體是電壓控制元件,而電晶體是電流控制元件。在只允許從訊號源取較少電流的情況下,應選用場效電晶體;而在訊號電壓較低,又允許從訊號源取較多電流的條件下,應選用電晶體。

    (2)場效電晶體是利用多數載流子導電,所以稱之為單極型器件,而電晶體是即有多數載流子,也利用少數載流子導電。被稱之為雙極型器件。

    (3)有些場效電晶體的源極和漏極可以互換使用,柵壓也可正可負,靈活性比電晶體好。

    (4)場效電晶體能在很小電流和很低電壓的條件下工作,而且它的製造工藝可以很方便地把很多場效電晶體整合在一塊矽片上,因此場效電晶體在大規模積體電路中得到了廣泛的應用。

    (5)場效應電晶體具有較高輸入阻抗和低噪聲等優點,因而也被廣泛應用於各種電子裝置中。尤其用場效管做整個電子裝置的輸入級,可以獲得一般電晶體很難達到的效能。

    (6)場效電晶體分成結型和絕緣柵型兩大類,其控制原理都是一樣的。

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