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1、MOS管 主线 一 MOS管的分类二 MOS管的图片三 MOS管的应用 1 MOS管的分类 一 符号 Q VT 场效应管简称 是另一种半导体器件 是通过电压来控制输出电流的 是电压控制器件场效应管分三个极 极为漏极 供电极 极为源极 输出极 极为栅极 控制极 极和 极可互换使用 1 1MOS管的分类 场效应管按沟道分可分为 沟道和 沟道管 在符号图中可看到中间的箭头方向不一样 按材料分可分为结型管和绝缘栅型管 绝缘栅型又分为耗尽型和增强型 一般主板上大多是绝缘栅型管简称 管 并且大多采用增强型的 沟道 其次是增强型的 沟道 结型管和耗尽型管几乎不用 1 2MOS管的特性 1 工作条件 极要有供
2、电 极要有控制电压2 主板上的场管 沟道多 极电压越高 极输出电压越高3 主板上的场管 极电压达到12 时 完全导通 个别主板上5 导通4 场管的 功能可互换 沟道场管的导通截止电压 导通条件 0 45 3 时 处于导通状态 且 越大 越大截止条件 没有电流或有很小的电流 1 3MOS的测量及好坏判断 1 测量极性及管型判断红笔接 黑笔接 值为 300 800 为 沟道红笔接 黑笔接 值为 300 800 为 沟道如果先没 再没 会长响 表笔放在 和最短脚相连放电 如果再长响为击穿贴片场管与三极管难以区分 先按三极管没 如果不是按场管测场管测量时 最好取下来测 在主板上测量会不准2 好坏判断测
3、 两脚值为 300 800 为正常 如果显示 且长响 场管击穿 如果显示 场管为开路软击穿 测量是好的 换到主板上是坏的 场管输出不受G极控制 1 4MOS管的代换原则 只适合主板 场管代换只需大小相同 分清 沟道 沟道即可功率大的可以代换功率小的板子上的场管最好原值代换 2 MOS管的图片 各种MOS管的封装图片 3 MOS管的应用 一 MOS管的作用是什么 目前主板或显卡上所采用的MOS管并不是太多 一般有10个左右 主要原因是大部分MOS管被整合到IC芯片中去了 由于MOS管主要是为配件提供稳定的电压 所以它一般使用在CPU AGP插槽和内存插槽附近 其中在CPU与AGP插槽附近各安排一
4、组MOS管 而内存插槽则共用了一组MOS管 MOS管一般是以两个组成一组的形式出现主板上的 3 1低压应用 当使用5V电源 这时候如果使用传统的图腾柱结构 由于三极管的be有0 7V左右的压降 导致实际最终加在gate上的电压只有4 3V 这时候 我们选用标称gate电压4 5V的MOS管就存在一定的风险 同样的问题也发生在使用3V或者其他低压电源的场合 3 2宽电压应用 输入电压并不是一个固定值 它会随着时间或者其他因素而变动 这个变动导致PWM电路提供给MOS管的驱动电压是不稳定的 为了让MOS管在高gate电压下安全 很多MOS管内置了稳压管强行限制gate电压的幅值 在这种情况下 当提
5、供的驱动电压超过稳压管的电压 就会引起较大的静态功耗 同时 如果简单的用电阻分压的原理降低gate电压 就会出现输入电压比较高的时候 MOS管工作良好 而输入电压降低的时候gate电压不足 引起导通不够彻底 从而增加功耗 3 3双电压应用 在一些控制电路中 逻辑部分使用典型的5V或者3 3V数字电压 而功率部分使用12V甚至更高的电压 两个电压采用共地方式连接 这就提出一个要求 需要使用一个电路 让低压侧能够有效的控制高压侧的MOS管 同时高压侧的MOS管也同样会面对1和2中提到的问题 3 4用于NMOS的驱动电路 这里只针对NMOS驱动电路做一个简单分析 Vl和Vh分别是低端和高端的电源 两
6、个电压可以是相同的 但是Vl不应该超过Vh Q1和Q2组成了一个反置的图腾柱 用来实现隔离 同时确保两只驱动管Q3和Q4不会同时导通 R2和R3提供了PWM电压基准 通过改变这个基准 可以让电路工作在PWM信号波形比较陡直的位置 Q3和Q4用来提供驱动电流 由于导通的时候 Q3和Q4相对Vh和GND最低都只有一个Vce的压降 这个压降通常只有0 3V左右 大大低于0 7V的Vce R5和R6是反馈电阻 用于对gate电压进行采样 采样后的电压通过Q5对Q1和Q2的基极产生一个强烈的负反馈 从而把gate电压限制在一个有限的数值 这个数值可以通过R5和R6来调节 最后 R1提供了对Q3和Q4的基
7、极电流限制 R4提供了对MOS管的gate电流限制 也就是Q3和Q4的Ice的限制 必要的时候可以在R4上面并联加速电容 电路特性 1 用低端电压和PWM驱动高端MOS管 2 用小幅度的PWM信号驱动高gate电压需求的MOS管 3 gate电压的峰值限制4 输入和输出的电流限制5 通过使用合适的电阻 可以达到很低的功耗 6 PWM信号反相 NMOS并不需要这个特性 可以通过前置一个反相器来解决 3 5用于PMOS的驱动电 3 6MOS管的开关特性 一 静态特性MOS管作为开关元件 同样是工作在截止或导通两种状态 由于MOS管是电压控制元件 所以主要由栅源电压uGS决定其工作状态 图为由NMO
8、S增强型管构成的开关电路 工作特性如下 工作特性如下 uGS 开启电压UT MOS管工作在截止区 漏源电流iDS基本为0 输出电压uDS UDD MOS管处于 断开 状态 其等效电路如图3 8 b 所示 uGS 开启电压UT MOS管工作在导通区 漏源电流iDS UDD RD rDS 其中 rDS为MOS管导通时的漏源电阻 输出电压UDS UDD rDS RD rDS 如果rDS RD 则uDS 0V MOS管处于 接通 状态 其等效电路如图3 8 c 所示 二 动态特性MOS管在导通与截止两种状态发生转换时同样存在过渡过程 但其动态特性主要取决于与电路有关的杂散电容充 放电所需的时间 而管子
9、本身导通和截止时电荷积累和消散的时间是很小的 图给出了一个NMOS管组成的电路及其动态特性示意图 当输入电压ui由高变低 MOS管由导通状态转换为截止状态时 电源UDD通过RD向杂散电容CL充电 充电时间常数 1 RDCL 所以 输出电压uo要通过一定延时才由低电平变为高电平 当输入电压ui由低变高 MOS管由截止状态转换为导通状态时 杂散电容CL上的电荷通过rDS进行放电 其放电时间常数 2 rDSCL 可见 输出电压Uo也要经过一定延时才能转变成低电平 但因为rDS比RD小得多 所以 由截止到导通的转换时间比由导通到截止的转换时间要短 由于MOS管导通时的漏源电阻rDS比晶体三极管的饱和电阻rCES要大得多 漏极外接电阻RD也比晶体管集电极电阻RC大 所以 MOS管的充 放电时间较长 使MOS管的开关速度比晶体三极管的开关速度低 不过 在CMOS电路中 由于充电电路和放电电路都是低阻电路 因此 其充 放电过程都比较快 从而使CMOS电路有较高的开关速度
