VMOS場效應(yīng)管檢測的方法,FET detection3
關(guān)鍵字:VMOS場效應(yīng)管檢測的方法
傳統(tǒng)的MOS場效應(yīng)管的柵極、源極和漏極大大致處于同一水平面的芯片上,其工作電流基本上是沿水平方向流動。VMOS管則不同,可以看出其兩大結(jié)構(gòu)特點(diǎn):第一,金屬柵極采用V型槽結(jié)構(gòu);第二,具有垂直導(dǎo)電性。由于漏極是從芯片的背面引出,所以ID不是沿芯片水平流動,而是自重?fù)诫sN+區(qū)(源極S)出發(fā),經(jīng)過P溝道流入輕摻雜N-漂移區(qū),最后垂直向下到達(dá)漏極D。
用測反向電阻值的變化判斷跨導(dǎo)的大小 對VMOSN溝道增強(qiáng)型場效應(yīng)管測量跨導(dǎo)性能時,可用紅表筆接源極S、黑表筆接漏極D,這就相當(dāng)于在源、漏極之間加了一個反向電壓。此時柵極是開路的,管的反向電阻值是很不穩(wěn)定的。將萬用表的歐姆檔選在R×10kΩ的高阻檔,此時表內(nèi)電壓較高。當(dāng)用手接觸柵極G時,會發(fā)現(xiàn)管的反向電阻值有明顯地變化,其變化越大,說明管的跨導(dǎo)值越高;如果被測管的跨導(dǎo)很小,用此法測時,反向阻值變化不大。
.場效應(yīng)管的使用注意事項 (1)為了安全使用場效應(yīng)管,在線路的設(shè)計中不能超過管的耗散功率,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)各類型場效應(yīng)管在使用時,都要嚴(yán)格按要求的偏置接人電路中,要遵守場效應(yīng)管偏置的極性。如結(jié)型場效應(yīng)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)MOS場效應(yīng)管由于輸人阻抗極高,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,以防止外來感應(yīng)電勢將柵極擊穿。尤其要注意,不能將MOS場效應(yīng)管放人塑料盒子內(nèi),保存時最好放在金屬盒內(nèi),同時也要注意管的防潮。
(4)為了防止場效應(yīng)管柵極感應(yīng)擊穿,要求一切測試儀器、工作臺、電烙鐵、線路本身都必須有良好的接地;管腳在焊接時,先焊源極;在連入電路之前,管的全部引線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,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,焊接場效應(yīng)管是比較方便的,并且確保安全;在未關(guān)斷電源時,絕對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場效應(yīng)管時必須注意。
(5)在安裝場效應(yīng)管時,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,有必要將管殼體緊固起來;管腳引線在彎曲時,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。
對于功率型場效應(yīng)管,要有良好的散熱條件。因為功率型場效應(yīng)管在高負(fù)荷條件下運(yùn)用,必須設(shè)計足夠的散熱器,確保殼體溫度不超過額定值,使器件長期穩(wěn)定可靠地工作。 總之,確保場效應(yīng)管安全使用,要注意的事項是多種多樣,采取的安全措施也是各種各樣,廣大的專業(yè)技術(shù)人員,特別是廣大的電子愛好者,都要根據(jù)自己的實際情況出發(fā),采取切實可行的辦法,安全有效地用好場效應(yīng)管。
VMOS場效應(yīng)管(VMOSFET)簡稱VMOS管或功率場效應(yīng)管,其全稱為V型槽MOS場效應(yīng)管。它是繼MOSFET之后新發(fā)展起來的高效、功率開關(guān)器件。它不僅繼承了MOS場效應(yīng)管輸入阻抗高(≥108W)、驅(qū)動電流小(0.1μA左右),還具有耐壓高(最高1200V)、工作電流大(1.5A~100A)、輸出功率高(1~250W)、跨導(dǎo)的線性好、開關(guān)速度快等優(yōu)良特性。正是由于它將電子管與功率晶體管之優(yōu)點(diǎn)集于一身,因此在電壓放大器(電壓放大倍數(shù)可達(dá)數(shù)千倍)、功率放大器、開關(guān)電源和逆變器中正獲得廣泛應(yīng)用。
VMOS場效應(yīng)功率管具有極高的輸入阻抗及較大的線性放大區(qū)等優(yōu)點(diǎn),尤其是其具有負(fù)的電流溫度系數(shù),即在柵-源電壓不變的情況下,導(dǎo)通電流會隨管溫升高而減小,故不存在由于“二次擊穿”現(xiàn)象所引起的管子損壞現(xiàn)象。因此,VMOS管的并聯(lián)得到廣泛應(yīng)用。
眾所周知,傳統(tǒng)的MOS場效應(yīng)管的柵極、源極和漏極大大致處于同一水平面的芯片上,其工作電流基本上是沿水平方向流動。VMOS管則不同,可以看出其兩大結(jié)構(gòu)特點(diǎn):第一,金屬柵極采用V型槽結(jié)構(gòu);第二,具有垂直導(dǎo)電性。由于漏極是從芯片的背面引出,所以ID不是沿芯片水平流動,而是自重?fù)诫sN+區(qū)(源極S)出發(fā),經(jīng)過P溝道流入輕摻雜N-漂移區(qū),最后垂直向下到達(dá)漏極D。電流方向如圖中箭頭所示,因為流通截面積增大,所以能通過大電流。由于在柵極與芯片之間有二氧化硅絕緣層,因此它仍屬于絕緣柵型MOS場效應(yīng)管。
1.判定柵極G 將萬用表撥至R×1k檔分別測量三個管腳之間的電阻。若發(fā)現(xiàn)某腳與其字兩腳的電阻均呈無窮大,并且交換表筆后仍為無窮大,則證明此腳為G極,因為它和另外兩個管腳是絕緣的。
2.判定源極S、漏極D ,在源-漏之間有一個PN結(jié),因此根據(jù)PN結(jié)正、反向電阻存在差異,可識別S極與D極。用交換表筆法測兩次電阻,其中電阻值較低(一般為幾千歐至十幾千歐)的一次為正向電阻,此時黑表筆的是S極,紅表筆接D極。
3.測量漏-源通態(tài)電阻RDS(on) 將G-S極短路,選擇萬用表的R×1檔,黑表筆接S極,紅表筆接D極,阻值應(yīng)為幾歐至十幾歐。 由于測試條件不同,測出的RDS(on)值比手冊中給出的典型值要高一些。例如用500型萬用表R×1檔實測一只IRFPC50型VMOS管,RDS(on)=3.2W,大于0.58W(典型值)。
4.檢查跨導(dǎo) 將萬用表置于R×1k(或R×100)檔,紅表筆接S極,黑表筆接D極,手持螺絲刀去碰觸柵極,表針應(yīng)有明顯偏轉(zhuǎn),偏轉(zhuǎn)愈大,管子的跨導(dǎo)愈高。
注意事項:
(1)VMOS管亦分N溝道管與P溝道管,但絕大多數(shù)產(chǎn)品屬于N溝道管。對于P溝道管,測量時應(yīng)交換表筆的位置。
(2)有少數(shù)VMOS管在G-S之間并有保護(hù)二極管,本檢測方法中的1、2項不再適用。
(3)目前市場上還有一種VMOS管功率模塊,專供交流電機(jī)調(diào)速器、逆變器使用。例如美國IR公司生產(chǎn)的IRFT001型模塊,內(nèi)部有N溝道、P溝道管各三只,構(gòu)成三相橋式結(jié)構(gòu)。
(4)現(xiàn)在市售VNF系列(N溝道)產(chǎn)品,是美國Supertex公司生產(chǎn)的超高頻功率場效應(yīng)管,其最高工作頻率FP=120MHz,IDSM=1A,PDM=30W,共源小信號低頻跨導(dǎo)gm=2000μS。適用于高速開關(guān)電路和廣播、通信設(shè)備中。
(5)使用VMOS管時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。
(6)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4個,而且在每管基極或柵極上串接防寄生振蕩電阻。
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