电流符号篇
开始之前,一个小测试:
请回答:
哪个脚是S(源极)?
哪个脚是D(漏极)?
G(栅极)呢?
是P沟道还是N沟道MOS?
如果接入电路,D极和S极,哪一个该接输入,哪个接输出?
你答对了吗?
再来一个,试试看:
哪个脚是S(源极)?
哪个脚是D(漏极)?
G(栅极)呢?
是P沟道还是N沟道MOS?依据是什么?
如果接入电路,D极和S极,哪一个该接输入,哪个接输出?
这次怎么样?
1 三个极怎么判定
MOS管符号上的三个脚的辨认要抓住关键地方 。
G极,不用说比较好认。
S极,不论是P沟道还是N沟道,两根线相交的就是。
D极,不论是P沟道还是N沟道,是单独引线的那边。
2 他们是N沟道还是P沟道?
三个脚的极性判断完后,接下就该判断是P沟道还是N沟道了:
当然也可以先判断沟道类型,再判断三个脚极性。
小测试:
先判断是什么沟道,再判断三个脚极性。
3 寄生二极管的方向如何判定?
接下来,是寄生二极管的方向判断:
它的判断规则就是:
N沟道,由S极指向D极。
P沟道,由D极指向S极。
上面方法不太好记,一个简单的识别方法是:
不论N沟道还是P沟道MOS管,中间衬底箭头方向和寄生二极管的箭头方向总是一致的:
要么都由S指向D,
要么都由D指向S。
(想像DS边的三节断续线是连通的)
4 它能干吗用呢?
MOS管有两大作用:开关作用、隔离作用
4.1 开关作用
以上MOS开关实现的是信号切换(高低电平切换),再来看个MOS开关实现电压通断的例子吧。
看过前面的例子,你能总结出“MOS管用做开关时在电路中的连接方法”吗?
其实关键就是:
确定哪一个极连接输入端;哪个极连接输出端。
控制极电平为“ ?V ” 时MOS管导通(饱和导通)?
控制极电平为“ ?V ” 时MOS管截止?
回顾前面的例子,你找到它们的规律了吗?
小提示:MOS管中的寄生二极管方向是关键。
小结:“MOS管用作开关时在电路中的连接方法”
反证:
小结:“MOS管的开关条件”
前面解决了MOS管的接法问题,接下来谈谈MOS管的开关条件:
控制极电平为“ ?V ” 时MOS管导通(饱和导通)?
控制极电平为“ ?V ” 时MOS管截止?
这个问题涉及到MOS管原理,我们这里不谈,只记结果:
不论N沟道还是P沟道MOS管,G极电压都是与S极做比较。
N沟道: UG>US时导通。 (简单认为)UG=US时截止。
P沟道: UG<US时导通。 (简单认为)UG=US时截止。
但UG比US大(或小)多少伏时MOS管才会饱和导通呢?
这要看具体的MOS管,不同MOS管需要的压差不同,常见的NMOS可简单分作两大类:
信号切换用MOS管: UG比US大3V—5V即可,实际上只要导通即可,不必须饱和导通。
比如常见的:2N7002,2N7002E,2N7002K,2N7002D,FDV301N。
电压通断用MOS管: UG比US应大于10V以上,而且开通时必须工作在饱和导通状态。
常见的有:AOL1448,AOL1428A,AON7406,AON7702, MDV1660,AON6428L,AON6718L,AO4496,AO4712,AO6402A,AO3404,SI3456DDV,MDS1660URH,MDS2662URH,RJK0392DPA,RJK03B9DP。
PMOS管则和NMOS条件刚好相反。
4.2 隔离作用
如果我们想实现线路上电流的单向流通,比如只让电流由A–>B,阻止由B–>A,请问可以怎么做?
方法1:加入一个二级管
方法2:加入MOS管
此处MOS管实现的功能就是:隔离作用。
所以,所谓的MOS管的隔离作用,其实质也就是实现电路的单向导通,它就相当于一个二级管。
但在电路中我们常用隔离MOS,是因为:使用二级管,导通时会有压降,会损失一些电压。而使用MOS管做隔离,在正向导通时,在控制极加合适的电压,可以让MOS管饱和导通,这样通过电流时几乎不产生压降。
大家有兴趣可分析一下:拔掉适配器后只用电池供电时AOL1413的工作情况,试试吧!
上面电路图中的MOS隔离,其实质是将适配器电压(+19V)和电池电压(+12V左右)分隔开来。不让它们直接相通。但又能在拔除任意一种电源时,保证电脑都有持续的供电,实现电源无缝切换。下面我们来分步讨论一下它的原理,为了方便,隔离MOS管都用二级管代替表示。
问题:为什么在不用适配器时,还要用Q1隔离12V呢?
我找到的一种解释是:
人们在使用笔记本电脑时,经常会同时插上适配器和电池。如果遇到电网停电,笔记本会自动切换到电池12V供电。这个时候适配器虽然不再供电,但仍相连在笔记本上。
如果没有Q1隔离,12V电压会直接进入适配器内部的输出电路,有可能烧毁适配器。
这一解释自己没有做过验证,大家可以讨论一下对与错。
问题:如果不用Q2隔离,同时插上适配器和电池会怎样?
现象是:大电流。当然这只有在维修稳压电源上才可以看到:电流直接达到稳压电源的最大值6A以上,短路灯狂闪。电池充电不就是用较高的电压加到电池上来进行的吗?那么,你觉得,为什么会出现这样的现象呢?
讨论:“不用Q2隔离,或者是Q2被击穿短路时大电流的原因”
电池电压一般是在12V以下,我们就将其看作12V。19V电源呢,我们也可以当作一个大电池,那么一个19V的电池和一个12V的电池如下相连,导线中电流会是多少呢?
经过两次等效,就相当于将一根导线两端接到7V电池的两端。
稳压电源的最大电流一般是6A左右,所以会出现大电流报警。
而正常的电池充电电压是经过芯片精密控制的,一般只比电池实际电压高出一点点,以保证电流不会过大造成电池过分发热。
当Q2隔离管击穿短路后,长时间的超负荷工作,极有可能损坏适配器。
MOS管作用总结:
如果MOS管用作开关时,(不论N沟道还是P沟道),一定是寄生二极管的负极接输入边,正极接输出端或接地。否则就无法实现开关功能了。
所以,N沟道一定是D极接输入,S极接输出或地。P沟道则相反,一定是S极接输入,D极接输出。
如果MOS管用作隔离时,(不论N沟道还是P沟道),寄生二极管的方向一定是和主板要实现的单向导通方向一致。 笔记本主板上用PMOS做隔离管的最常见,但也有极少的主板用NMOS来实现。
5 做个挑错游戏吧
通过前面的学习,我们来做个挑错游戏吧,看看你能发现多少错误?
两张截图里,你发现了几处错误?答案在文章最后揭晓!
实物篇
先看看这些MOS管:
呵呵,都是很常见的吧?
能告诉大家,哪个脚是S(源极)吗?
哪个脚是D(漏极)?
G(栅极)呢?
是P沟道还是N沟道MOS?呵呵,这个有点难哦。
给你万用表,怎么测量MOS管是好是坏呢?
1 如何分辨三个极?
首先,来看看常见的SO-8封装MOS管吧,共有八个脚,显然会有几个脚内部是相连的。
第1步: 请确定MOS管PIN1(第一脚)
方法:芯片上会用一个小圆点标示出PIN1,它一般会在芯片的左下角。
第2步: 请确定MOS管其他脚
方法:从PIN1开始,逆时针方向依次为2,3,…..6,7,8脚。
第3步: 请确定三个极。
方法:D极单独位于一边,而G极是第4PIN。剩下的3个脚则是S极。它们的位置是相对固定的,记住这一点很有用,看看我们常见的NMOS管4816:
请注意:不论NMOS管还是PMOS管,上述PIN脚的确定方法都是一样的。
假如MOS管表面磨损,或是无法辨认PIN1的标记圆点,你可以用什么方法确认PIN1脚,以及G极,D极和S极? 拿出万用表,试试吧!
再来看看相似的DFN封装MOS管:
外形上来看,DNF封装的MOS管仍旧有8个脚,但已经变成贴片形式,节约了高度,散热性能更好些,但其PIN脚极性还是一样排列。
还有Ultra SO-8封装的MOS管:
Ultra SO-8封装的MOS管相对DFN封装厚度上有点增加,PIN1,2,3直接相连成为S极。
接下来,看看6个脚的TSOP-6封装MOS管:
PIN1,2,5,6为D极;PIN3为G极;PIN4为S极。
同样是6个脚的SOT-363封装MOS管则为双MOS管:
最后,3PIN脚的MOS管:
SOT23:
PIN1为G极;PIN2为S极;PIN3为D极
但请大家特别注意:主板上标示的PIN1与PIN2脚与此刚好颠倒了,主板图纸上也是如此。 而且,似乎作为一种错误的习惯被保持了下来。
SO-252:
常见型号有: AOD425
2 它是N沟道还是P沟道的呢?
先从简单的开始,拿最常见的3PIN脚MOS管(SOT-23)讲起。
由上一小节内容,我们可以立即找到MOS管的G,S,D三极。
红表笔(+极)接D极,黑表笔(– 极)接S极:二极体值低于0.700V以下。
黑表笔(– 极)接D极,红表笔(+极)接S极:二极体值高于1.200V以上。
则可以判断,此MOS管为PMOS管。
红表笔(+极)接D极,黑表笔(– 极)接S极:二极体值高于1.200V以上。
黑表笔(– 极)接D极,红表笔(+极)接S极:二极体值低于0.700V以下。
则可以判断,此MOS管为NMOS管。
判断沟道的方法已经介绍了,接下来简单谈下依据。
MOS管(绝缘栅增强型)的G极与S极、D极之间绝缘;而S极与D极在没有导通之前内阻很大,也可以简单认为是断开的。因此,G,D,S之间用二极体档测量时,应该是两两都不相通。
以上是在没有考虑MOS管内部的寄生二极管的前提下得出的结论。
而实际上,在测量判断沟道类型时,这个存在于DS极之间的体内二极管(寄生二极管)才是关键!换句话说,我们量的就是这个寄生二极管。
3PIN脚的说过了,再来看看6PIN脚的MOS管( TSOP-6封装)
由上一小节我们知道,只要知道MOS的第一脚PIN1,那我们就可以通过三极与PIN脚间的对应关系(如右图)立即判断出G,D,S极。但假如,MOS管无法辨认PIN1怎么办?(比如表面污损)
不管怎样,三极首先得辨认,之后才是判断N沟道或P沟道的问题。
接下来,我们就不妨先说说:在PIN1无法辨认的情况下,如何靠万用表判断三极。
判断原则:6PIN中相通的4PIN是D极。之后,对照下图确定出G极,S极。
G极,D极和S极知道后,N沟道P沟道的判断方法和前面还是一样:
测量的二极体值相反时,为PMOS管:
DFN封装和Ultra SO-8封装的MOS管因为外形独特,一眼即可辨认D极,其他两极也就好依从判断,用不着万用表。至于沟道类型的判断,方法和前面一样,就不再罗嗦了。
让我们直接进入SO-8封装MOS管环节吧,还是先来看看:MOS管无法用眼睛辨认PIN1时,怎样用万用表找G、D、S极?
如果大家足够细心,根据MOS管有一边存在小小的倒角,仍然能确定PIN1。
判断原则:单边4PIN全通的是D极。之后,对照下图确定出G极,S极。
SO-8封装MOS管沟道类型的判断,方法和前面一样,不再详述。至于最后一种MOS管: SOT-363封装双MOS管。因为它的对称性,只要正面朝向自己,无论怎样摆放,左下角都可以认为是PIN1。
所以呀,在主板上更换这种MOS管时,完全不用担心装反的问题。即使装反了,一样可以正常使用。
三极脚位好判断,沟道类型判断还是和前面一样。
测量的注意事项:
以上都是在MOS管没有被接入任何电路的情形下,进行的测量。
如果MOS管在板时进行测量,测量的值会受到所在电路的影响,有可能会误导判读。建议在板测量出异常时,最好取下进行一次复判。
测量前,最好用表笔金属针头部分短接MOS管G极与S极,以释放MOS管G极可能残留的静电电荷。因为G极如果存在静电电压可能会造成D与S极处于导通状态,而引起误判。
我们这里测量用的是数字万用表。(当调至“二极管档”时,红表笔是正极(+),黑表笔是负极(–))。如果使用指针式万用表,注意红黑表笔上电压极性刚好相反,请注意测量的结果应该颠倒才对。
3 能测量出MOS管是好是坏吗?
了解了前面那些内容,相信这个问题对大家来说已经不是难事。说说看,该怎么做呢?不妨动手试一试!
下面呢,做个简单小结:
将万用表调至“二极体档”,用表笔分别接触三个极,测量两两之间的值,并交换位置。这样会有六种组合,测到6个值。
这其中只有1个值会低于0.700V以下(0.200V以上)——>为良品
否则——>为不良品
挑错游戏答案
今天的文章mos管常用电路_振荡电路的工作原理分享到此就结束了,感谢您的阅读。
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