MOS管原理,非常詳細(xì)ppt課件

1、 我們在筆記本主板維修中見到的MOS管幾乎都是絕緣柵加強(qiáng)型，這里也就只說說它的那些事兒吧。 而且，我們不談原理，只談運(yùn)用。 呵呵，讓我們來看看MOS管，分辨一下他們怎樣區(qū)別，怎樣用吧。我們分“電路符號和“實(shí)物兩部分來看吧。 1 三個極怎樣斷定 電路符號： 2 區(qū)別他們是N溝道還是P溝道3 寄生二極管的方向如何斷定4 它能干嗎用呢5 簡單嗎？那我們來做個挑錯游戲吧 1 三個極怎樣分辨 實(shí)物： 2 它是N溝道還是P溝道的呢3 能量出它是好是壞嗎電路符號電路符號篇開場之前，一個小測試： 電路符號G柵極呢？請回答：哪個腳是S源極？哪個腳是D漏極？是P溝道還是N溝道MOS？假設(shè)接入電路，D極和S極，哪一

2、個該接輸入，哪個接輸出？他答對了嗎？再來一個，試試看： 電路符號G柵極呢？哪個腳是S源極？哪個腳是D漏極？是P溝道還是N溝道MOS？根據(jù)是什么？假設(shè)接入電路，D極和S極，哪一個該接輸入，哪個接輸出？這次怎樣樣？電路符號1 三個極怎樣斷定三個極怎樣斷定 ？MOS管符號上的三個腳的識別要抓住關(guān)鍵地方 。 D極，不論是P溝道還是N溝道，是單獨(dú)引線的那邊。S極極G極極D極極G極，不用說比較好認(rèn)。S極，不論是P溝道還是N溝道，兩根線相交的就是；電路符號2 他們是他們是N溝道還是溝道還是P溝道？溝道？三個腳的極性判別完后，接下就該判別是P溝道還是N溝道了：S極極G極極D極極箭頭指向箭頭指向G極的是極的是N

3、溝道溝道N溝道溝道MOSFET電路符號S極極G極極D極極箭頭背向箭頭背向G極的是極的是P溝道溝道當(dāng)然也可以先判別溝道類型，再判別三個腳極性。P溝道溝道MOSFET電路符號S極極G極極D極極小測試：小測試：先判別是什么溝道，再判別三個腳極性。先判別是什么溝道，再判別三個腳極性。S極極G極極D極極231123P溝道溝道MOSFETN溝道溝道MOSFET電路符號3 寄生二極管的方向如何斷定？寄生二極管的方向如何斷定？接下來，是寄生二極管的方向判別： S極極G極極D極極N溝道溝道S極極G極極D極極P溝道溝道它的判別規(guī)那么就是： N溝道，由S極指向D極； P溝道，由D極指向S極。寄生二極管寄生二極管電路

4、符號S極極G極極D極極N溝道溝道S極極G極極D極極P溝道溝道上面方法不太好記，一個簡單的識別方法是：想像DS邊的三節(jié)斷續(xù)線是連通的不論N溝道還是P溝道MOS管，中間襯底箭頭方向和寄生二極管的箭頭方向總是一致的：要么都由S指向D，要么都由D指向S。0V截止截止5V導(dǎo)通導(dǎo)通電路符號4 它能干嗎用呢？它能干嗎用呢？在我們天天面對的筆記本主板上，MOS管有兩大作用： 開關(guān)作用； 隔離作用。 此處電壓此處電壓被拉低被拉低 開關(guān)作用開關(guān)作用(1):PQ27控制腳為低電平控制腳為低電平電路符號此處電壓此處電壓不被拉低不被拉低3VGND導(dǎo)通導(dǎo)通0V截止截止 開關(guān)作用開關(guān)作用(1):PQ27控制腳為高電平控制腳

5、為高電平電路符號 以上MOS開關(guān)實(shí)現(xiàn)的是信號切換高低電平切換。 再來看個MOS開關(guān)實(shí)現(xiàn)電壓通斷的例子吧。由+1.5V_SUS產(chǎn)生+1.5V電路10V截止截止0V電路符號MOS開關(guān)實(shí)現(xiàn)電壓通斷的例子：由+1.5V_SUS產(chǎn)生+1.5V電路2+15V導(dǎo)通導(dǎo)通+1.5V電路符號 看過前面的例子，他能總結(jié)出“MOS管用做開關(guān)時在電路中的銜接方法嗎？ 其實(shí)關(guān)鍵就是： 確定哪一個極銜接輸入端；哪個極銜接輸出端。 控制極電平為“ ？V 時MOS管導(dǎo)通飽和導(dǎo)通？ 控制極電平為“ ？V 時MOS管截止？ 回想前面的例子，他找到它們的規(guī)律了嗎？ 小提示： MOS管中的寄生二極管方向是關(guān)鍵。電路符號 小結(jié)：小結(jié)：“

6、MOS管用作開關(guān)時在電路中的銜接方法管用作開關(guān)時在電路中的銜接方法NMOS管：D極接輸入；S極接輸出。PMOS管：S極接輸入；D極接輸出。S極極G極極D極極P溝道溝道S極極G極極D極極N溝道溝道輸入端輸入端輸入端輸入端輸出端輸出端輸出端輸出端導(dǎo)通時導(dǎo)通時導(dǎo)通時導(dǎo)通時電路符號 反證：反證：NMOS管正確接法：D極接輸入；S極接輸出。PMOS管正確接法：S極接輸入；D極接輸出。S極極G極極D極極P溝道溝道S極極G極極D極極N溝道溝道輸入輸入假設(shè)：S接輸入，D接輸出呢？輸出輸出由于寄生二極管直接導(dǎo)通，因此S極電壓可以無條件到D極，MOS管就失去了開關(guān)的作用。假設(shè)反接：D接輸入，S接輸出。輸入輸入輸出

7、輸出同樣失去了開關(guān)作用。電路符號小結(jié)：小結(jié)：“MOS管的開關(guān)條件管的開關(guān)條件 前面處理了MOS管的接法問題，接下來談?wù)凪OS管的開關(guān)條件： 控制極電平為“ ？V 時MOS管導(dǎo)通飽和導(dǎo)通？ 控制極電平為“ ？V 時MOS管截止？這個問題涉及到MOS管原理，我們這里不談，只記結(jié)果：不論N溝道還是P溝道MOS管， G極電壓都是與S極做比較。N溝道： UGUS時導(dǎo)通。 簡單以為UG=US時截止。P溝道： UGUS時導(dǎo)通。 簡單以為UG=US時截止。但UG比US大或小多少伏時MOS管才會飽和導(dǎo)通呢？電路符號UG比US大或小多少伏時MOS管才會飽和導(dǎo)通呢？這要看詳細(xì)的MOS管，不同MOS管需求的壓差不同。

8、飽和導(dǎo)通問題：飽和導(dǎo)通問題：在筆記本主板上用到的NMOS可簡單分作兩大類： 信號切換用MOS管： UG比US大3V-5V即可，實(shí)踐上只要導(dǎo)通即可，不用需飽和導(dǎo)通。 比如常見的：2N7002，2N7002E，2N7002K，2N7002D，F(xiàn)DV301N。 電壓通斷用MOS管： UG比US應(yīng)大于10V以上，而且開通時必需任務(wù)在飽和導(dǎo)通形狀。 常見的有：AOL1448，AOL1428A，AON7406，AON7702， MDV1660，AON6428L，AON6718L，AO4496，AO4712，AO6402A，AO3404，SI3456DDV，MDS1660URH，MDS2662URH，RJK

9、0392DPA，RJK03B9DP。PMOS管那么和NMOS條件剛好相反。電路符號例如例如1：S極極G極極D極極0V導(dǎo)通導(dǎo)通3VNMOS管：管： 2N7002E5V作用：作用： 信號切換開關(guān)信號切換開關(guān)常用接法：常用接法： S極接地，極接地，US=0V。截止條件：截止條件： UG=US=0V。導(dǎo)通條件：導(dǎo)通條件： UG比比US大大3V-5V即可，即可， UG=3V。S極極G極極D極極電路符號例如例如2：導(dǎo)通導(dǎo)通+15VNMOS管：管： AON74065V作用：作用： 電壓通斷開關(guān)電壓通斷開關(guān)常用接法：常用接法： D極接輸入，極接輸入，UD=5V。 S極接輸出。極接輸出。截止條件：截止條件： U

10、G=US=0V。導(dǎo)通條件：導(dǎo)通條件： UG比比US大大10V以上，以上， UG=US+10V=15V。 導(dǎo)通時，導(dǎo)通時，US=5V0V5VS極極G極極D極極電路符號例如例如3：導(dǎo)通導(dǎo)通+6VPMOS管：管： AOD425+19V作用：作用： 電壓通斷開關(guān)電壓通斷開關(guān)常用接法：常用接法： S極接輸入，極接輸入，US=19V。 D極接輸出。極接輸出。截止條件：截止條件： UG=US=19V。導(dǎo)通條件：導(dǎo)通條件： UG比比US小小10V以上，以上， UG=US-13V=6V。0V+19V+19V電路符號假設(shè)我們想實(shí)現(xiàn)線路上電流的單向流通， 比如只讓電流由A-B，阻止由B-A 請問可以怎樣做？AB方法

11、1：參與一個二級管AB隔離作用：隔離作用：方法2：參與MOS管電路符號AB 所以，所謂的MOS管的隔離作用，其本質(zhì)也就是實(shí)現(xiàn)電路的單導(dǎo)游通，它就相當(dāng)于一個二級管。此處MOS管實(shí)現(xiàn)的功能就是：隔離作用。 但在電路中我們常用隔離MOS，是由于： 運(yùn)用二級管，導(dǎo)通時會有壓降，會損失一些電壓。而運(yùn)用MOS管做隔離，在正導(dǎo)游通時，在控制極加適宜的電壓，可以讓MOS管飽和導(dǎo)通，這樣經(jīng)過電流時幾乎不產(chǎn)生壓降。電路符號例如例如1：PMOS管：管： AOL1413作用：作用： 隔離隔離AdapterBAT19V5V導(dǎo)通導(dǎo)通接地接地19V19V截止截止6V導(dǎo)通導(dǎo)通19V19V隔離隔離大家有興趣可分析一下：拔掉適配

12、器后只用電池供電時AOL1413的任務(wù)情況，試試吧！ 筆記本電腦中用到的隔離MOS管只需兩個。 下面我們來分步討論一下它的原理，為了方便，隔離MOS管都用二級管替代表示。 筆記本主板上的隔離，其本質(zhì)是將適配器電壓+19V和電池電壓+12V左右分隔開來。不讓它們直接相通。但又能在拔除恣意一種電源時，保證電腦都有繼續(xù)的供電，實(shí)現(xiàn)電源無縫切換。電路符號VINAdapter19V19V隔離隔離1. 只用適配器時只用適配器時電路符號VINBAT12V12V隔離隔離2. 只用電池時只用電池時問題：為什么在不用適配器時，還要用問題：為什么在不用適配器時，還要用Q1隔離隔離12V呢？呢？Q1Q2 我找到的一種

13、解釋是： 人們在運(yùn)用筆記本電腦時，經(jīng)常會同時插上適配器和電池。假設(shè)遇到電網(wǎng)停電，筆記本會自動切換到電池12V供電。這個時候適配器雖然不再供電，但仍相連在筆記本上。 假設(shè)沒有Q1隔離，12V電壓會直接進(jìn)入適配器內(nèi)部的輸出電路，有能夠燒毀適配器。 這一解釋本人沒有做過驗(yàn)證，大家可以討論一下對與錯。BATAdapterQ1Q2電路符號19V12V19V隔離隔離3. 適配器適配器+電池電池問題：假設(shè)不用問題：假設(shè)不用Q2隔離，同時插上適配器和電池會怎樣？隔離，同時插上適配器和電池會怎樣？ 景象是： 大電流。 當(dāng)然這只需在維修穩(wěn)壓電源上才可以看到：電流直接到達(dá)穩(wěn)壓電源的最大值6A以上，短路燈狂閃。電池充

14、電不就是用較高的電壓加到電池上來進(jìn)展的嗎？那么，他覺得，為什么會出現(xiàn)這樣的景象呢？ 電路符號討論：討論：“不用不用Q2隔離，或者是隔離，或者是Q2被擊穿短路時大電流的緣由被擊穿短路時大電流的緣由19V12V19V12V0V7V7V 電池電壓普通是在12V以下，我們就將其看作12V。19V電源呢，我們也可以當(dāng)作一個大電池，那么一個19V的電池和一個12V的電池如下相連，導(dǎo)線中電流會是多少呢？?A經(jīng)過兩次等效，就相當(dāng)于將一根導(dǎo)線兩端接到7V電池的兩端。電路符號 導(dǎo)線的電阻極小，假設(shè)我們以為它是0.1歐姆。那么在導(dǎo)線中流過的電流會是多少： 7V?A 701 . 07電流電流=穩(wěn)壓電源的最大電流普通是

15、6A左右，所以會出現(xiàn)大電流報警。 而正常的電池充電電壓是經(jīng)過芯片精細(xì)控制的，普通只比電池實(shí)踐電壓高出一點(diǎn)點(diǎn)，以保證電流不會過大呵斥電池過分發(fā)熱。 當(dāng)Q2隔離管擊穿短路后，長時間的超負(fù)荷任務(wù)，極有能夠損壞適配器。電路符號MOS管作用總結(jié)：管作用總結(jié)：結(jié)合寄生二極管 假設(shè)MOS管用作開關(guān)時，不論N溝道還是P溝道，一定是寄生二極管的負(fù)極接輸入邊，正極接輸出端或接地。否那么就無法實(shí)現(xiàn)開關(guān)功能了。 所以，N溝道一定是D極接輸入，S極接輸出或地。 P溝道那么相反，一定是S極接輸入，D極接輸出。 假設(shè)MOS管用作隔離時，不論N溝道還是P溝道，寄生二極管的方向一定是和主板要實(shí)現(xiàn)的單導(dǎo)游通方向一致。 筆記本主板

16、上用PMOS做隔離管的最常見，但也有極少的主板用NMOS來實(shí)現(xiàn)。電路符號5 做個挑錯游戲吧做個挑錯游戲吧有沒有發(fā)現(xiàn)過筆記本電路圖上的MOS管也有畫錯的？經(jīng)過前面的學(xué)習(xí)，我們來做個挑錯游戲吧，看看他能發(fā)現(xiàn)多少錯誤？圖圖1電路符號圖圖2兩張截圖里，他發(fā)現(xiàn)了幾處錯誤？答案在文檔最后面。實(shí) 物實(shí) 物 篇實(shí) 物看看這些MOS管： 呵呵，都是很常見的吧？G柵極呢？能通知大家，哪個腳是S源極嗎？哪個腳是D漏極？是P溝道還是N溝道MOS？呵呵，這個有點(diǎn)難哦。給他萬用表，怎樣丈量MOS管是好是壞呢？實(shí) 物1 如何分辨三個極？如何分辨三個極？首先，來看看常見的SO-8封裝MOS管吧。共有八個腳，顯然會有幾個腳內(nèi)部

17、是相連的。第1步： 請確定MOS管PIN1第一腳方法：芯片上會用一個小圓點(diǎn)標(biāo)示出PIN1， 它普通會在芯片的左下角。第2步： 請確定MOS管其他腳方法：從PIN1開場，逆時針方向依次為2，3，.6，7，8腳。實(shí) 物第3步： 請確定三個極。D極單獨(dú)位于一邊，而G極是第4PIN。剩下的3個腳那么是S極。它們的位置是相對固定的，記住這一點(diǎn)很有用。請留意：不論NMOS管還是PMOS管，上述PIN腳確實(shí)定方法都是一樣的?？纯次覀兂Ｒ姷腘MOS管4816： 假設(shè)MOS管外表磨損，或是無法識別PIN1的標(biāo)志圓點(diǎn)，他可以用什么方法確認(rèn)PIN1腳，以及G極，D極和S極？ 拿出萬用表，試試吧！實(shí) 物再來看看類似的

18、DFN封裝MOS管： 外形上來看，DNF封裝的MOS管仍舊有8個腳，但曾經(jīng)變成貼片方式，節(jié)約了高度，散熱性能更好些。 但其PIN腳極性還是一樣陳列。還有Ultra SO-8封裝的MOS管： Ultra SO-8封裝的MOS管相對DFN封裝厚度上有點(diǎn)添加，PIN1,2,3直接相連成為S極。實(shí) 物接下來，看看6個腳的TSOP-6封裝MOS管：SI3456 PIN1,2,5,6為D極； PIN3為G極； PIN4為S極。同樣是6個腳，的SOT-363封裝MOS管那么為雙MOS管：實(shí) 物最后，3PIN腳的MOS管： 1SOT-23 PIN1為G極；PIN2為S極；PIN3為D極。但請大家特別留意：主板

19、上標(biāo)示的PIN1與PIN2腳與此剛好顛倒了。主板圖紙上也是如此。 而且，似乎作為一種錯誤的習(xí)慣被堅(jiān)持了下來。另外一種3PIN腳的MOS管： 2TO-25212321SGD 圖紙習(xí)慣圖紙習(xí)慣常見型號有: AOD425123實(shí) 物先從簡單的開場，拿最常見的3PIN腳MOS管SOT-23講起。2 它是它是N溝道還是溝道還是P溝道的呢？溝道的呢？ 由上一小節(jié)內(nèi)容，我們可以立刻找到MOS管的G,S,D三極。SDG紅表筆紅表筆+極接極接D極，黑表筆極，黑表筆- 極接極接S極：極： 假設(shè)，二極體值低于假設(shè)，二極體值低于0.700V以下。以下。接下來，將萬用表調(diào)到“二極體檔。黑表筆黑表筆- 極接極接D極，紅表

20、筆極，紅表筆+極接極接S極：極： 二極體值高于二極體值高于1.200V以上。以上。那么可以判別，此MOS管 =為PMOS管。0.620V1.220V交換表筆：實(shí) 物過程如下：SDG紅表筆紅表筆+極接極接D極，黑表筆極，黑表筆- 極接極接S極：極： 假設(shè)，二極體值高于假設(shè)，二極體值高于1.200V以上。以上。萬用表調(diào)至“二極體檔。黑表筆黑表筆- 極接極接D極，紅表筆極，紅表筆+極接極接S極：極： 二極體值低于二極體值低于0.700V以下。以下。那么此MOS管 =為NMOS管。0.620V1.490V交換表筆：假設(shè)兩次丈量的結(jié)果相反。那么 =為NMOS管。實(shí) 物判別溝道的方法曾經(jīng)引見了，接下來簡單

21、談下根據(jù)。 MOS管絕緣柵加強(qiáng)型的G極與S極、D極之間絕緣；而S極與D極在沒有導(dǎo)通之前內(nèi)阻很大，也可以簡單以為是斷開的。 因此，G，D，S之間用二極體檔丈量時，應(yīng)該是兩兩都不相通。 以上是在沒有思索MOS管內(nèi)部的寄生二極管的前提下得出的結(jié)論。 而實(shí)踐上，在丈量判別溝道類型時，這個存在于DS極之間的體內(nèi)二極管寄生二極管才是關(guān)鍵！ 換句話說，我們量的就是這個寄生二極管。導(dǎo)通截止0.620V1.770V交換表筆：NMOS實(shí) 物3PIN腳的說過了，再來看看6PIN腳的MOS管 TSOP-6封裝： 由上一小節(jié)我們知道，只需知道MOS的第一腳PIN1，那我們就可以經(jīng)過三極與PIN腳間的對應(yīng)關(guān)系如右圖立刻判

22、別出G，D，S極。 但假設(shè)，MOS管無法識別PIN1怎樣辦？比如外表污損 不論怎樣，三極首先得識別，之后才是判斷N溝道或P溝道的問題。 接下來，我們就無妨先說說：在PIN1無法識別的情況下，如何靠萬用表判別三極。判別原那么：6PIN中相通的4PIN是D極。之后，對照右上圖確定出G極，S極。要么相通相通DDDDSG要么GSDDDD456123342516實(shí) 物G極，D極和S極知道后，N溝道P溝道的判別方法和前面還是一樣：1DDGDDS1DDGDDS1.850V0.530V交換表筆：=為為NMOS管。管。實(shí) 物丈量的二極體值相反時，為PMOS管：1DDGDDS1DDGDDS0.450V1.560V

23、交換表筆：=為為PMOS管。管。P-MOS(3)(4)(1,2,5,6)實(shí) 物 DFN封裝和Ultra SO-8封裝的MOS管由于外形獨(dú)特，一眼即可識別D極，其他兩極也就好依從判別，用不著萬用表。 至于溝道類型的判別，方法和前面一樣，就不再羅嗦了。 讓我們直接進(jìn)入SO-8封裝MOS管環(huán)節(jié)吧。 還是先來看看： MOS管無法用眼睛識別PIN1時，怎樣用萬用表找G、D、S極？判別原那么：單邊4PIN全通的是D極。之后，對照以下圖確定出G極，S極。0.000V假設(shè)大家足夠細(xì)心，根據(jù)MOS管有一邊存在小小的倒角，依然能確定PIN1。1PIN實(shí) 物 SO-8封裝MOS管溝道類型的判別，方法和前面一樣，不再

24、詳述。 至于最后一種MOS管： SOT-363封裝雙MOS管由于它的對稱性，只需正面朝向本人，無論怎樣擺放，左下角都可以以為是PIN1。 1PIN1PIN 所以呀，在主板上改換這種MOS管時，完全不用擔(dān)憂裝反的問題。即使裝反了，一樣可以正常運(yùn)用。 三極腳位好判別，溝道類型判別還是和前面一樣。 實(shí) 物丈量的本卷須知：丈量的本卷須知： 以上都是在MOS管沒有被接入任何電路的情形下，進(jìn)展的丈量。 假設(shè)MOS管在板時進(jìn)展丈量，丈量的值會遭到所在電路的影響，有能夠會誤導(dǎo)判讀。 建議在板丈量出異常時，最好取下進(jìn)展一次復(fù)判。 丈量前，最好用表筆金屬針頭部分短接MOS管G極與S極，以釋放MOS管G極能夠殘留的靜電電荷。 由于G極假設(shè)存在靜電電壓能夠會呵斥D與S極處于導(dǎo)通形狀，而引起誤判。 我們這里丈量用的是數(shù)字萬用表。當(dāng)調(diào)至“二極管檔時，紅表筆是正極+，黑表筆是負(fù)極- 假設(shè)運(yùn)用指針式萬用表，留意紅黑表筆上電壓極性剛好相反，請留意丈量的結(jié)果應(yīng)該顛倒才對