VMOS管
VMOS管檢測,vmos管全稱V-groove metal-oxide semiconductor,或功率場效應管,其全稱為V型槽MOS場效應管。
vmos管工作原理是什么
VMOS功率場管的外形和內部結構示意圖如圖1所示,圖1(b)為P溝道VMOS管柵極做成V形槽狀,使得柵極表面和氧化膜表面的面積較大,有利于大電流控制,柵極仍然與漏、源極是絕緣的,因此VMOS管也是絕緣柵場效應管。漏極D從芯片上引出。
與MOS管比較,—是源極與兩極的面積大,二是垂直導電(Mos管是沿表面水平導電),二者決定了VMOS管的漏極電流ID比MOS管大。電流ID的流向為:從重摻雜M+型區源極出發,通過P溝道進入輕摻雜N-漂移區,然后到達漏極。這種管于的耐壓高、功率大,被廣泛用于放大器、開關電源和逆變器中,使用時要注意加裝散熱器,以免燒壞管子。
vmos管是什么,根據結構的不同,vmos管分為兩大類:
VMOS管,即垂直導電V形槽MOS管;
VDMOS管,即垂直導電雙擴散MOS管。
它們的結構分別如圖1-15(a)、(b) 所示,其中(a)為VVMOS結構剖面圖,(b)為VDMOS結構剖面圖。下面以VVMOS結構為例,說明一下VMOS管的構成。
獲得垂直溝道的一種方法是形成穿入硅表面的V形槽,開始時在N+襯底上生成一個N-外延層,在此外延層內進行一次摻雜頗輕的P型溝道體擴散,隨后是一次N+源區擴散。然后刻蝕出V 形槽,并使它延伸進入到N-外延層內。最后生長氧化掩蓋層。再通過金屬化提供柵極及其它所需的連接。包括N+源區與P溝道體之間的連接。
按導電溝道劃分,VMOS管可分為N溝道型和P溝道型兩種,可與雙極晶體管的npn型和pnp型相對應。作為一個例子,圖1-16 畫出N溝道增強型VMOS管的輸出特性曲線。從形狀上看,它與雙極晶體管的輸出特性相似。但內含不一樣,這是由VMOS管的基本特性決定的。VMOS管輸出特性中的每一條曲線是以柵源電壓Ugs為參變量畫出的,面雙極晶體管輸出特性的每一條曲線是以基極電流Ib為參變量畫出的。
VMOS管檢測方法
VMOS管的檢測方法有哪些?VMOS管檢測方法有以下四種檢測方法,更加詳細的內容請見下文。
1、檢查跨導
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,表針應有明顯偏轉,偏轉愈大,管子的跨導愈高。
2、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。若發現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。
3、測量漏-源通態電阻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、判定源極S、漏極D
由圖1可見,在源-漏之間有一個PN結,因此根據PN結正、反向電阻存在差異,可識別S極與D極。南平電工培訓老師建議大家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。
VMOS管注意事項
1、多管并聯后,由于極間電容和分布電容相應增加,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,并聯復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。
2、VMOS管亦分N溝道管與P溝道管,但絕大多數產品屬于N溝道管。對于P溝道管,測量時應交換表筆的位置。
3、提醒大家使用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,最大功率才能達到30W。
4、有少數VMOS管在G-S之間并有保護二極管,本檢測方法中的1、2項不再適用。
5、現在市售VNF系列(N溝道)產品,是美國Supertex公司生產的超高頻功率場效應管,其最高工作頻率fp=120MHz,IDSM=1A,PDM=30W,共源小信號低頻跨導gm=2000μS。適用于高速開關電路和廣播、通信設備中。
6、目前市場上還有一種VMOS管功率模塊,專供交流電機調速器、逆變器使用。
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