MOS管使用你必須要知道的

MOS管由多數(shù)載流子參與導(dǎo)電，也稱(chēng)為單極型晶體管。它屬于電壓控制型半導(dǎo)體器件。具有輸入電阻高(10^7~10^12Ω)、噪聲小、功耗低、動(dòng)態(tài)范圍大、易于集成、沒(méi)有二次擊穿現(xiàn)象、安全工作區(qū)域?qū)挼葍?yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已成為雙極型晶體管和功率晶體管的強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)者。

所有MOS集成電路(包括P溝道MOS，N溝道MOS，互補(bǔ)MOS—CMOS集成電路)都有一層絕緣柵，以防止電壓擊穿。一般器件的絕緣柵氧化層的厚度大約是25nm、50nm、80nm三種。在集成電路高阻抗柵前面還有電阻——二極管網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行保護(hù)，雖然如此，器件內(nèi)的保護(hù)網(wǎng)絡(luò)還不足以免除對(duì)器件的靜電損害(ESD)，實(shí)驗(yàn)指出，在高電壓放電時(shí)器件會(huì)失效，器件也可能為多次較低電壓放電的累積而失效。按損傷的嚴(yán)重程度靜電損害有多種形式，最 嚴(yán)重的也是最容易發(fā)生的是輸入端或輸出端的完全破壞以至于與電源端VDD GND短路或開(kāi)路，器件完全喪失了原有的功能。稍次一等嚴(yán)重的損害是出現(xiàn)斷續(xù)的失效或者是性能的退化，那就更難察覺(jué)。還有一些靜電損害會(huì)使泄漏電流增加導(dǎo)致器件性能變壞。

MOS管的定義

MOS管做為電壓驅(qū)動(dòng)大電流型器件，在電路尤其是動(dòng)力系統(tǒng)中大量應(yīng)用，MOS管有一些特性在實(shí)際應(yīng)用中是我們應(yīng)該特別注意的

MOS管體二極管，又稱(chēng)寄生二極管，在單個(gè)MOS管器件中有，在集成電路光刻中沒(méi)有，這個(gè)二極管在大電流驅(qū)動(dòng)中和感性負(fù)載時(shí)可以起到反向保護(hù)和續(xù)流的作用，一般正向?qū)▔航翟?.7~1V左右，因?yàn)檫@個(gè)二極管的存在，MOS器件在電路中不能簡(jiǎn)單地看到一個(gè)開(kāi)關(guān)的作用，比如充電電路中，充電完成，移除電源后，電池會(huì)反向向外部供電，這個(gè)通常是我們不愿意看到的結(jié)果，一般解決的方法是在后面增加一個(gè)二極管來(lái)防止反向供電，這樣雖然可以做到，但是二極管的特性決定必須有0.6~1V的正向壓降，在大電流的情況下發(fā)熱嚴(yán)重，同時(shí)造成能源的浪費(fèi)，使整機(jī)能效低下。還有一個(gè)方法是再增加一個(gè)背靠背的MOS管，利用MOS管低導(dǎo)通電阻來(lái)達(dá)到節(jié)能的目的，這一特性另一個(gè)常見(jiàn)的應(yīng)用為低壓同步整流。

注意事項(xiàng)

MOS管導(dǎo)通后的無(wú)方向性，MOS在加壓導(dǎo)通后，就類(lèi)似于一根導(dǎo)線(xiàn)，只具有電阻特性，無(wú)導(dǎo)通壓降，通常飽和導(dǎo)通電阻為幾到幾十毫歐，且無(wú)方向性，允許直流和交流電通過(guò)。

使用MOS管的注意事項(xiàng)

(1)為了安全使用MOS管，在線(xiàn)路的設(shè)計(jì)中不能超過(guò)管的耗散功率，最大漏源電壓、最大柵源電壓和最大電流等參數(shù)的極限值。

(2)各類(lèi)型MOS管在使用時(shí)，都要嚴(yán)格按要求的偏置接入電路中，要遵守MOS管偏置的極性。如結(jié)型MOS管柵源漏之間是PN結(jié)，N溝道管柵極不能加正偏壓;P溝道管柵極不能加負(fù)偏壓，等等。

(3)MOSMOS管由于輸入阻抗極高，所以在運(yùn)輸、貯藏中必須將引出腳短路，要用金屬屏蔽包裝，以防止外來(lái)感應(yīng)電勢(shì)將柵極擊穿。尤其要注意，不能將MOSMOS管放入塑料盒子內(nèi)，保存時(shí)最好放在金屬盒內(nèi)，同時(shí)也要注意管的防潮。

(4)為了防止MOS管柵極感應(yīng)擊穿，要求一切測(cè)試儀器、工作臺(tái)、電烙鐵、線(xiàn)路本身都必須有良好的接地;管腳在焊接時(shí)，先焊源極;在連入電路之前，管的全部引線(xiàn)端保持互相短接狀態(tài)，焊接完后才把短接材料去掉;從元器件架上取下管時(shí)，應(yīng)以適當(dāng)?shù)姆绞酱_保人體接地如采用接地環(huán)等;當(dāng)然，如果能采用先進(jìn)的氣熱型電烙鐵，焊接MOS管是比較方便的，并且確保安全;在未關(guān)斷電源時(shí)，絕對(duì)不可以把管插人電路或從電路中拔出。以上安全措施在使用MOS管時(shí)必須注意。

(5)在安裝MOS管時(shí)，注意安裝的位置要盡量避免靠近發(fā)熱元件;為了防管件振動(dòng)，有必要將管殼體緊固起來(lái);管腳引線(xiàn)在彎曲時(shí)，應(yīng)當(dāng)大于根部尺寸5毫米處進(jìn)行，以防止彎斷管腳和引起漏氣等。

(6)使用VMOS管時(shí)必須加合適的散熱器后。以VNF306為例，該管子加裝140×140×4(mm)的散熱器后，最大功率才能達(dá)到30W.

(7)多管并聯(lián)后，由于極間電容和分布電容相應(yīng)增加，使放大器的高頻特性變壞，通過(guò)反饋容易引起放大器的高頻寄生振蕩。為此，并聯(lián)復(fù)合管管子一般不超過(guò)4個(gè)，而且在每管基極或柵極上串接防寄生振蕩電阻。

(8)結(jié)型MOS管的柵源電壓不能接反，可以在開(kāi)路狀態(tài)下保存，而絕緣柵型MOS管在不使用時(shí)，由于它的輸入電阻非常高，須將各電極短路，以免外電場(chǎng)作用而使管子損壞。

(9)焊接時(shí)，電烙鐵外殼必須裝有外接地線(xiàn)，以防止由于電烙鐵帶電而損壞管子。對(duì)于少量焊接，也可以將電烙鐵燒熱后拔下插頭或切斷電源后焊接。特別在焊接絕緣柵MOS管時(shí)，要按源極-漏極-柵極的先后順序焊接，并且要斷電焊接。

(10)用25W電烙鐵焊接時(shí)應(yīng)迅速，若用45~75W電烙鐵焊接，應(yīng)用鑷子夾住管腳根部以幫助散熱。結(jié)型MOS管可用表電阻檔定性地檢查管子的質(zhì)量(檢查各PN結(jié)的正反向電阻及漏源之間的電阻值)，而絕緣柵場(chǎng)效管不能用萬(wàn)用表檢查，必須用測(cè)試儀，而且要在接入測(cè)試儀后才能去掉各電極短路線(xiàn)。取下時(shí)，則應(yīng)先短路再取下，關(guān)鍵在于避免柵極懸空。

在要求輸入阻抗較高的場(chǎng)合使用時(shí)，必須采取防潮措施，以免由于溫度影響使MOS管的輸入電阻降低。如果用四引線(xiàn)的MOS管，其襯底引線(xiàn)應(yīng)接地。陶瓷封裝的芝麻管有光敏特性，應(yīng)注意避光使用。

對(duì)于功率型MOS管，要有良好的散熱條件。因?yàn)楣β市蚆OS管在高負(fù)荷條件下運(yùn)用，必須設(shè)計(jì)足夠的散熱器，確保殼體溫度不超過(guò)額定值，使器件長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠地工作。

總之，確保MOS管安全使用，要注意的事項(xiàng)是多種多樣，采取的安全措施也是各種各樣，廣大的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員，特別是廣大的電子愛(ài)好者，都要根據(jù)自己的實(shí)際情況出發(fā)，采取切實(shí)可行的辦法，安全有效地用好MOS管。