MOS管各项参数
MOS管各项参数
最大额定参数
最大额定参数，所有数值取得条件(Ta=25℃)
VDSS 最大漏-源电压
在栅源短接，漏-源额定电压(VDSS)是指漏-源未发生雪崩击穿前所能施加的最大电压。根据温度的不同，实际雪崩击穿电压可能低于额定VDSS。关于V(BR)DSS的详细描述请参见静电学特性。
VGS 最大栅源电压
VGS额定电压是栅源两极间可以施加的最大电压。设定该额定电压的主要目的是防止电压过高导致的栅氧化层损伤。实际栅氧化层可承受的电压远高于额定电压，但是会随制造工艺的不同而改变，因此保持VGS在额定电压以内可以保证应用的可靠性。
ID - 连续漏电流
ID定义为芯片在最大额定结温TJ(max)下，管表面温度在25℃或者更高温度下，可允许的最大连续直流电流。该参数为结与管壳之间额定热阻RθJC和管壳温度的函数：
ID中并不包含开关损耗，并且实际使用时保持管表面温度在25℃（Tcase）也很难。因此，硬开关应用中实际开关电流通常小于ID 额定值@ TC = 25℃的一半，通常在1/3～1/4。补充，如果采用热阻JA的话可以估算出特定温度下的ID，这个值更有现实意义。
IDM - 脉冲漏极电流
该参数反映了器件可以处理的脉冲电流的高低，脉冲电流要远高于连续的直流电流。定义IDM的目的在于：线的欧姆区。对于一定的栅-源电压，MOSFET导通后，存在最大的漏极电流。如图所示，对于给定的一个栅-源电压，如果工作点位于线性区域内，漏极电流的增大会提高漏-源电压，由此增大导通损耗。长时间工作在大功率之下，将导致器件失效。因此，在典型栅极驱动电压下，需要将额定IDM设定在区域之下。区域的分界点在Vgs和曲线相交点。
因此需要设定电流密度上限，防止芯片温度过高而烧毁。这本质上是为了防止过高电流流经封装引线，因为在某些情况下，整个芯片上最“薄弱的连接”不是芯片，而是封装引线。
考虑到热效应对于IDM的限制，温度的升高依赖于脉冲宽度，脉冲间的时间间隔，散热状况，RDS(on)以及脉冲电流的波形和幅度。单纯满足脉冲电流不超出IDM上限并不能保证结温不超过最大允许值。可以参考热性能与机械性能中关于瞬时热阻的讨论，来估计脉冲电流下结温的情况。
PD - 容许沟道总功耗
容许沟道总功耗标定了器件可以消散的最大功耗，可以表示为最大结温和管壳温度为25℃时热阻的函数。
TJ, TSTG - 工作温度和存储环境温度的范围
这两个参数标定了器件工作和存储环境所允许的结温区间。设定这样的温度范围是为了满足器件最短工作寿命的要求。如果确保器件工作在这个温度区间内，将极大地延长其工作寿命。
EAS - 单脉冲雪崩击穿能量
如果电压过冲值(通常由于漏电流和杂散电感造成)未超过击穿电压，则器件不会发生雪崩击穿，因此也就不需要消散雪崩击穿的能力。雪崩击穿能量标定了器件可以容忍的瞬时过冲电压的安全值，其依赖于雪崩击穿需要消散的能量。
定义额定雪崩击穿能量的器件通常也会定义额定EAS。额定雪崩击穿能量与额定UIS 具有相似的意义。EAS标定了器件可以安全吸收反向雪崩击穿能量的高低。
L是电感值，iD为电感上流过的电流峰值，其会突然转换为测量器件的漏极电流。电感上产生的电压超过MOSFET击穿电压后，将导致雪崩击穿。雪崩击穿发生时，即使 MOSFET处于关断状态，电感上的电流同样会流过MOSFET器件。电感上所储存的能量与杂散电感上存储，由MOSFET消散的能量类似。
MOSFET并联后，不同器件之间的击穿电压很难完全相同。通常情况是：某个器件率先发生雪崩击穿，随后所有的雪崩击穿电流(能量)都从该器件流过。
EAR - 重复雪崩能量
重复雪崩能量已经成为“工业标准”，但是在没有设定频率，其它损耗以及冷却量的情况下，该参数没有任何意义。散热(冷却)状况经常制约着重复雪崩能量。对于雪崩
击穿所产生的能量高低也很难预测。
额定EAR的真实意义在于标定了器件所能承受的反复雪崩击穿能量。该定义的前提条件是：不对频率做任何限制，从而器件不会过热，这对于任何可能发生雪崩击穿的器件都是现实的。在验证器件设计的过程中，最好可以测量处于工作状态的器件或者热沉的温度，来观察MOSFET器件是否存在过热情况，特别是对于可能发生雪崩击穿的器件。
IAR - 雪崩击穿电流
对于某些器件，雪崩击穿过程中芯片上电流集边的倾向要求对雪崩电流IAR进行限制。这样，雪崩电流变成雪崩击穿能量规格的“精细阐述”；其揭示了器件真正的能力。
静态电特性
V(BR)DSS：漏-源击穿电压(破坏电压)
V(BR)DSS（有时候叫做VBDSS）是指在特定的温度和栅源短接情况下，流过漏极电流达到一个特定值时的漏源电压。这种情况下的漏源电压为雪崩击穿电压。
V(BR)DSS是正温度系数，温度低时V(BR)DSS小于25℃时的漏源电压的最大额定值。在-50℃, V(BR)DSS大约是25℃时最大漏源额定电压的90%。
VGS(th)，VGS(off)：阈值电压
VGS(th)是指加的栅源电压能使漏极开始有电流，或关断MOSFET时电流消失时的电压，测试的条件（漏极电流，漏源电压，结温）也是有规格的。正常情况下，所有的MOS栅极器件的阈值电压都会有所不同。因此，VGS(th)的变化范围是规定好的。VGS(th)是负温度系数，当温度上升时，MOSFET将会在比较低的栅源电压下开启。
RDS(on)：导通电阻
RDS(on)是指在特定的漏电流（通常为ID电流的一半）、栅源电压和25℃的情况下测得的漏-源电阻。
IDSS：零栅压漏极电流
IDSS是指在当栅源电压为零时，在特定的漏源电压下的漏源之间泄漏电流。既然泄漏电流随着温度的增加而增大，IDSS在室温和高温下都有规定。漏电流造成的功耗可以用IDSS乘以漏源之间的电压计算，通常这部分功耗可以忽略不计。
IGSS - 栅源漏电流
IGSS是指在特定的栅源电压情况下流过栅极的漏电流。
动态电特性
Ciss：输入电容
将漏源短接，用交流信号测得的栅极和源极之间的电容就是输入电容。Ciss是由栅漏电容Cgd和栅源电容Cgs并联而成，或者Ciss = Cgs +Cgd。当输入电容充电致阈值电压时器件才能开启，放电致一定值时器件才可以关断。因此驱动电路和Ciss对器件的开启和关断延时有着直接的影响。
Coss：输出电容
将栅源短接，用交流信号测得的漏极和源极之间的电容就是输出电容。Coss是由漏源电容Cds和栅漏电容Cgd并联而成，或者Coss = Cds +Cgd对于软开关的应用，Coss 非常重要，因为它可能引起电路的谐振。
Crss：反向传输电容
在源极接地的情况下，测得的漏极和栅极之间的电容为反向传输电容。反向传输电容等同于栅漏电容。Cres =Cgd，反向传输电容也常叫做米勒电容，对于开关的上升和下降时间来说是其中一个重要的参数，他还影响这关断延时时间。电容随着漏源电压
的增加而减小，尤其是输出电容和反向传输电容。
Qgs,Qgd,和Qg：栅电荷
栅电荷值反应存储在端子间电容上的电荷，既然开关的瞬间，电容上的电荷随电压的变化而变化，所以设计栅驱动电路时经常要考虑栅电荷的影响。
Qgs从0电荷开始到第一个拐点处，Qgd是从第一个拐点到第二个拐点之间部分（也叫做“米勒”电荷），Qg是从0点到VGS等于一个特定的驱动电压的部分。
漏电流和漏源电压的变化对栅电荷值影响比较小，而且栅电荷不随温度的变化。测试条件是规定好的。栅电荷的曲线图体现在数据表中，包括固定漏电流和变化漏源电压情况下所对应的栅电荷变化曲线。在图中平台电压VGS(pl)随着电流的增大增加的比较小（随着电流的降低也会降低）。平台电压也正比于阈值电压，所以不同的阈值电压将会产生不同的平台电压。
下面这个图更加详细，应用一下：
td(on)：导通延时时间
导通延时时间是从当栅源电压上升到10%栅驱动电压时到漏电流升到规定电流的10%时所经历的时间。
td(off)：关断延时时间
关断延时时间是从当栅源电压下降到90%栅驱动电压时到漏电流降至规定电流的90%时所经历的时间。这显示电流传输到负载之前所经历的延迟。
tr：上升时间
上升时间是漏极电流从10%上升到90%所经历的时间。
tf：下降时间
下降时间是漏极电流从90%下降到10%所经历的时间。
常用全系列场效应管 MOS管型号参数封装资料.
场效应管分类型号简介封装常用三极管型号及参数(1 DISCRETE晶体管型号反压Vbe0电流Icm功率Pcm放大系数特征频MOS FET 2N7000 60V,0.115A TO-92IRFU02050V15A42W**NMOS场效应 DISCRETE IRFPG421000V4A150W**NMOS场效应 MOS FET 2N7002 60V,0.2A SOT-23IRFPF40900V4.7A150W**NMOS场效应 DISCRETE IRFP9240200V12A150W**PMOS场效应 MOS FET IRF510A 100V,5.6A TO-220IRFP9140100V19A150W**PMOS场效应 DISCRETE IRFP460500V20A250W**NMOS场效应 MOS FET IRF520A 100V,9.2A TO-220IRFP450500V14A180W**NMOS场效应 DISCRETE IRFP440500V8A150W**NMOS场效应 MOS FET IRF530A 100V,14A TO-220IRFP353350V14A180W**NMOS场效应 DISCRETE IRFP350400V16A180W**NMOS场效应 MOS FET IRF540A 100V,28A TO-220IRFP340400V10A150W**NMOS场效应 DISCRETE IRFP250200V33A180W**NMOS场效应 MOS FET IRF610A 200V,3.3A TO-220IRFP240200V19A150W**NMOS场效应 DISCRETE IRFP150100V40A180W**NMOS场效应 MOS FET IRF620A 200V,5A TO-220晶体管型号反压Vbe0电流Icm功率Pcm 放大系数特征频DISCRETE IRFP140100V30A150W**NMOS场效应 MOS FET IRF630A 200V,9A TO-220IRFP05460V65A180W**NMOS场效应
MOS管参数解释
MOS管参数解释 MOS管介绍 在使用MOS管设计开关电源或者马达驱动电路的时候，一般都要考虑MOS的导通电阻，最大电压等，最大电流等因素。 MOSFET管是FET的一种，可以被制造成增强型或耗尽型，P沟道或N沟道共4种类型，一般主要应用的为增强型的NMOS管和增强型的PMOS管，所以通常提到的就是这两种。这两种增强型MOS管，比较常用的是NMOS。原因是导通电阻小且容易制造。所以开关电源和马达驱动的应用中，一般都用NMOS。 在MOS管内部，漏极和源极之间会寄生一个二极管。这个叫体二极管，在驱动感性负载(如马达)，这个二极管很重要，并且只在单个的MOS管中存在此二极管，在集成电路芯片内部通常是没有的。 MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在，这不是我们需要的，而是由于制造工艺限制产生的。寄生电容的存在使得在设计或选择驱动电路的时候要麻烦一些，但没有办法避免。 MOS管导通特性 导通的意思是作为开关，相当于开关闭合。 NMOS的特性，Vgs大于一定的值就会导通，适合用于源极接地时的情况(低端驱动)，只要栅极电压达到一定电压（如4V或10V, 其他电压，看手册）就可以了。 PMOS的特性，Vgs小于一定的值就会导通，适合用于源极接VCC时的情况(高端驱动)。但是，虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动，但由于导通电阻大，价格贵，替换种类少等原因，在高端驱动中，通常还是使用NMOS。 MOS开关管损失 不管是NMOS还是PMOS，导通后都有导通电阻存在，因而在DS间流过电流的同时，两端还会有电压，这样电流就会在这个电阻上消耗能量，这部分消耗的能量叫做导通损耗。选择导通电阻小的MOS管会减小导通损耗。现在的小功率MOS管导通电阻一般在几毫欧，几十毫欧左右 MOS在导通和截止的时候，一定不是在瞬间完成的。MOS两端的电压有一个下降的过程，流过的电流有一个上升的过程，在这段时间内，MOS管的损失是电压和电流的乘积，叫做开关损失。通常开关损失比导通损失大得多，而且开关频率越快，导通瞬间电压和电流的乘积很大，造成的损失也就很大。降低开关时间，可以减小每次导通时的损失；降低开关频率，可以减小单位时间内的开关次数。这两种办法都可以减小开关损失。 MOS管驱动 MOS管导通不需要电流，只要GS电压高于一定的值，就可以了。但是，我们还需要速度。在MOS管的结构中可以看到，在GS，GD之间存在寄生电容，而MOS管的驱动，实际上就是对电容的充放电。对电容的充电需要一个电流，因为对电容充电瞬间可以把电容看成短路，所以瞬间电流会比较大。选择/设计MOS管驱动时第一要注意的是可提供瞬间短路电流的大小。 普遍用于高端驱动的NMOS，导通时需要是栅极电压大于源极电压。而高端驱动的MOS 管导通时源极电压与漏极电压(VCC)相同，所以这时栅极电压要比VCC大(4V或10V其他电压，看手册)。如果在同一个系统里，要得到比VCC大的电压，就要专门的升压电路了。
MOS管主要参数
MOS管主要参数 1.开启电压VT ·开启电压（又称阈值电压）：使得源极S和漏极D之间开始形成导电沟道所需的栅极电压； ·标准的N沟道MOS管，VT约为3～6V； ·通过工艺上的改进，可以使MOS管的VT值降到2～3V。 2. 直流输入电阻RGS ·即在栅源极之间加的电压与栅极电流之比 ·这一特性有时以流过栅极的栅流表示 ·MOS管的RGS可以很容易地超过1010Ω。 3. 漏源击穿电压BVDS ·在VGS=0（增强型）的条件下，在增加漏源电压过程中使ID开始剧增时的VDS称为漏源击穿电压BVDS ·ID剧增的原因有下列两个方面： （1）漏极附近耗尽层的雪崩击穿 （2）漏源极间的穿通击穿 ·有些MOS管中，其沟道长度较短，不断增加VDS会使漏区的耗尽层一直扩展到源区，使沟道长度为零，即产生漏源间的穿通，穿通后 ，源区中的多数载流子，将直接受耗尽层电场的吸引，到达漏区，产生大的ID 4. 栅源击穿电压BVGS ·在增加栅源电压过程中，使栅极电流IG由零开始剧增时的VGS，称为栅源击穿电压BVGS。 5. 低频跨导gm ·在VDS为某一固定数值的条件下，漏极电流的微变量和引起这个变化的栅源电压微变量之比称为跨导 ·gm反映了栅源电压对漏极电流的控制能力 ·是表征MOS管放大能力的一个重要参数 ·一般在十分之几至几mA/V的范围内 6. 导通电阻RON ·导通电阻RON说明了VDS对ID的影响，是漏极特性某一点切线的斜率的倒数 ·在饱和区，ID几乎不随VDS改变，RON的数值很大，一般在几十千欧到几百千欧之间 ·由于在数字电路中，MOS管导通时经常工作在VDS=0的状态下，所以这时的导通电阻RON可用原点的RON来近似 ·对一般的MOS管而言，RON的数值在几百欧以内 7. 极间电容 ·三个电极之间都存在着极间电容：栅源电容CGS 、栅漏电容CGD和漏源电容CDS ·CGS和CGD约为1～3pF ·CDS约在0.1～1pF之间 8. 低频噪声系数NF ·噪声是由管子内部载流子运动的不规则性所引起的 ·由于它的存在，就使一个放大器即便在没有信号输人时，在输出端也出现不规则的电压或电流变化 ·噪声性能的大小通常用噪声系数NF来表示，它的单位为分贝（dB）
MOS管参数解释
MOS管介绍 在使用MOS，一般都要考虑MOS，，最大电流等因素。 MOSFET管是FET，可以被制造成增强型或耗尽型，P沟道或N沟道共4，一般主要应用的为增强型的NMOS管和增强型的PMOS，所以通常提到的就是这两种。 这两种增强型MOS，比较常用的是NMOS。。所以开关电源，一般都用NMOS。 在MOS，漏极和源极之间会寄生一个二极管。，在驱动感性负载(如马达)这个二极管很重要，并且只在单个的MOS，在集成电路芯片内部通常。 MOS，这不是我们需要的，而是由于制造工艺限制产生的。 ，但没有办法避免。 MOS管导通特性 ，相当于开关闭合。 NMOS，Vgs，适合用于源极接地时的情况(低端驱动)只要栅（如4V或10V,，看手册）就可以了。 PMOS的特性，Vgs，适合用于源极接VCC时的情况(高端驱动)。但，虽然PMOS，但由于导通电阻大，价格贵，替换种类少等原，在高端驱动中，通常还是使用NMOS。 MOS开关管损失 不管是NMOS还是PMOS导通后都有导通电阻存在，因而在DS，两端还，这样电流就会在这个电阻上消耗能量，这部分消耗的能量叫做导通损耗。选择导通电阻小的MOS。现在的小功率MOS，几十毫欧左右 MOS，一定不是在瞬间完成的。MOS，流 ，在这段时间内，MOS，叫做开关损。，而且开关频率越快，导通瞬间电压和电流的乘积很大，。，可以减小每次导通时的损失；降低开关频率，可以减小 。。 MOS管驱动 MOS，只要GS，就可以了。，我们还需要速。 在MOS，在GS，GD，而MOS，实际上就。，因为对电容充电瞬间可以把电容看成短路，
。选择/设计MOS管驱动时第一要注意的是可提供瞬间短路电流的大。 普遍用于高端驱动的NMOS导通时需要是栅极电压大于源极电压。而高端驱动的MOS管导通时源极电压与漏极电压(VCC)，所以这时栅极电压要比VCC大(4V或10V，看手册)。，要得到比VCC，就要专门的升压电路。很多马达 ，要注意的是应该选择合适的外接电容，以得到足够的短路电流去驱动MOS。 M os f et参数含义说明 Feat ur es: V ds： D S击穿电压.当V gs=0V时，M O S的D S所能承受的最大电压 R ds(on)：D S的导通电阻.当V gs=10V时，M O S的D S之间的电阻 I d：最大D S电流.会随温度的升高而降低 V gs:最大G S电压.一般为：-20V~+20V I dm:最大脉冲D S电流.会随温度的升高而降低，体现一个抗冲击能力，跟脉冲时间也有关系Pd:最大耗散功率 Tj:最大工作结温，通常为150度和175度 Ts t g:最大存储温度 I ar:雪崩电流 Ear:重复雪崩击穿能量 Eas:单次脉冲雪崩击穿能量 B V ds s： D S击穿电压 I ds s:饱和D S电流，uA级的电流 I gs s: G S驱动电流，nA级的电流. gf s:跨导 Q g: G总充电电量 Q gs: G S充电电量 Q gd: G D充电电量 Td(on):导通延迟时间，从有输入电压上升到10%开始到V ds下降到其幅值90%的时间 Tr:上升时间，输出电压 V D S从 90%下降到其幅值 10%的时间 Td(of f):关断延迟时间，输入电压下降到 90%开始到 V D S上升到其关断电压时 10%的时间Tf:下降时间，输出电压 V D S从 10%上升到其幅值 90%的时间 (参考图 4)。 C i s s:输入电容，C i s s=C gd + C gs. C os s:输出电容，C os s=C ds +C gd. C r s s:反向传输电容，C r s s=C gc.
常见mos管的型号参数
电调常见的烧毁问题，可通过更换烧坏的ＭＯＳ管来解决，如相应电流的，可用更多大额定电流的代替。注意，焊接ＭＯＳ止静电。 TO-220 TO-252 TO-3
附SO-8（贴片８脚）封装ＭＯＳ管IRF7805Z的引脚图。 上图中有小圆点的为１脚 注：下表按电流降序排列（如有未列出的，可回帖，我尽量补 封装形式极性型号电流(A)耐压(V)导通电阻(mΩ) SO-8N型SI43362230 4.2 SO-8N型IRF78312130 3.6 SO-8N型IRF783220304
SO-8N型IRF872114308.5 SO-8N型IRF78051330 SO-8N型IRF7805Q133011 SO-8N型IRF7413123018 SO-8N型TPC800312306 SO-8N型IRF7477113020 SO-8N型IRF7811113012 SO-8N型IRF7466103015 SO-8N型SI4410103014 SO-8N型SI4420103010 SO-8N型A27009307.3 SO-8N型IRF78078.330 SO-8N型SI48127.33028 SO-8N型SI9410 6.93050 SO-8N型IRF731363029 SO-8P型SI440517307.5 SO-8P型STM4439A143018 SO-8P型FDS667913309 SO-8P型SI441113308 SO-8P型SI446312.32016 SO-8P型SI44071230 SO-8P型IRF7424113013.5 SO-8P型IRF7416103020 SO-8P型IRF7416Q103020 SO-8P型SI442593019 SO-8P型IRF74248.83022 SO-8P型SI443583020 SO-8P型SI4435DY83020 SO-8P型A271673011.3 SO-8P型IRF7406 5.83045 SO-8P型SI9435 5.33050 SO-8P型IRF7205 4.63070 TO-252N型FDD668884305 TO-3N型IRF1504010055 TO-220N型IRF370321030 2.8 TO-220N型IRL3803140306 TO-220N型IRF140513155 5.3 TO-220N型IRF3205110558 TO-220N型BUZ111S80558
常用全系列场效应管MOS管型号参数封装资料
场效应管分类型号简介封装DISCRETE MOS FET 2N7000 60V,0.115A TO-92 DISCRETE MOS FET 2N7002 60V,0.2A SOT-23 DISCRETE MOS FET IRF510A 100V,5.6A TO-220 DISCRETE MOS FET IRF520A 100V,9.2A TO-220 DISCRETE MOS FET IRF530A 100V,14A TO-220 DISCRETE MOS FET IRF540A 100V,28A TO-220 DISCRETE MOS FET IRF610A 200V,3.3A TO-220 DISCRETE MOS FET IRF620A 200V,5A TO-220 DISCRETE MOS FET IRF630A 200V,9A TO-220 DISCRETE MOS FET IRF634A 250V,8.1A TO-220 DISCRETE MOS FET IRF640A 200V,18A TO-220 DISCRETE MOS FET IRF644A 250V,14A TO-220 DISCRETE MOS FET IRF650A 200V,28A TO-220 DISCRETE MOS FET IRF654A 250V,21A TO-220 DISCRETE MOS FET IRF720A 400V,3.3A TO-220 DISCRETE MOS FET IRF730A 400V,5.5A TO-220 DISCRETE MOS FET IRF740A 400V,10A TO-220 DISCRETE MOS FET IRF750A 400V,15A TO-220 DISCRETE MOS FET IRF820A 500V,2.5A TO-220 DISCRETE MOS FET IRF830A 500V,4.5A TO-220 DISCRETE MOS FET IRF840A 500V,8A TO-220 DISCRETE
MOS管i-v特性
一、实验目的 分析mos晶体管i-v特性分析 二、实验要求 了解结型场效应管和MOS管的工作原理、特性曲线及主要参数 三、实验内容 1、MOS器件的结构介绍 2、MOS的工作原理 3、i-v特性曲线 图1 原理图
1．特性曲线和电流方程 输出特性曲线 与结型场效应管一样,其输出特性曲线也可分为可变电阻区、饱和区、截止 区和击穿区几部分。 转移特性曲线 转移特性曲线如图1(b)所示,由于场效应管作放大器件使用时是工作在饱和 区(恒流区),此时i D 几乎不随v DS 而变化,即不同的v DS 所对应的转移特性曲线几乎是重合的,所以可用v DS 大于某一数值(v DS ＞v GS -V T )后的一条转移特性曲线代替饱和区的所有转移特性曲线. i D 与v GS 的近似关系 与结型场效应管相类似。在饱和区内,i D 与v GS 的近似关系式为 ( v GS ＞ V T ) 式中I DO 是v GS =2V T 时的漏极电流i D 。 2.参数 2 GS DO D )1(-=T V v I i
MOS管的主要参数与结型场效应管基本相同，只是增强型MOS管中不用夹断电压V P，而用开启电压V T表征管子的特性。 MOS管 1. 基本结构 原因：制造N沟道耗尽型MOS管时，在SiO2绝缘层中掺入了大量的碱金属正离子Na+或K+(制造P沟道耗尽型MOS管时掺入负离子)，如图1(a)所示，因此即使v GS=0时，在这些正离子产生的电场作用下，漏－源极间的P型衬底表面也能感应生成N沟道(称为初始沟道)，只要加上正向电压v DS，就有电流i D。 如果加上正的v GS，栅极与N沟道间的电场将在沟道中吸引来更多的电子，沟道加宽，沟道电阻变小，i D增大。反之v GS为负时，沟道中感应的电子减少，沟道变窄，沟道电阻变大，i D减小。当v GS负向增加到某一数值时，导电沟道消失，i D趋于零，管子截止，故称为耗尽型。沟道消失时的栅－源电压称为夹断电压，仍用V P表示。与N沟道结型场效应管相同，N沟道耗尽型MOS管的夹断电压V P也为负值，但是，前者只能在v GS<0的情况下工作。而后者在v GS=0，v GS>0，V P M O S管参数解释Prepared on 21 November 2021 MOS管参数解释 MOS管介绍 在使用MOS管设计开关电源或者马达驱动电路的时候，一般都要考虑MOS的导通电阻，最大电压等，最大电流等因素。MOSFET管是FET的一种，可以被制造成增强型或耗尽型，P沟道或N沟道共4种类型，一般主要应用的为增强型的NMOS管和增强型的PMOS管，所以通常提到的就是这两种。 这两种增强型MOS管，比较常用的是NMOS。原因是导通电阻小且容易制造。所以开关电源和马达驱动的应用中，一般都用NMOS。在MOS管内部，漏极和源极之间会寄生一个二极管。这个叫体二极管，在驱动感性负载(如马达)，这个二极管很重要，并且只在单个的MOS管中存在此二极管，在集成电路芯片内部通常是没有的。 MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在，这不是我们需要的，而是由于制造工艺限制产生的。寄生电容的存在使得在设计或选择驱动电路的时候要麻烦一些，但没有办法避免。 MOS管导通特性 导通的意思是作为开关，相当于开关闭合。 NMOS的特性，Vgs大于一定的值就会导通，适合用于源极接地时的情况(低端驱动)，只要栅极电压达到一定电压（如4V或10V,其他电压，看手册）就可以了。 PMOS的特性，Vgs小于一定的值就会导通，适合用于源极接VCC时的情况(高端驱动)。但是，虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动，但由于导通电阻大，价格贵，替换种类少等原因，在高端驱动中，通常还是使用NMOS。 MOS开关管损失 不管是NMOS还是PMOS，导通后都有导通电阻存在，因而在DS间流过电流的同时，两端还会有电压，这样电流就会在这个电阻上消耗能量，这部分消耗的能量叫做导通损耗。选择导通电阻小的MOS管会减小导通损耗。现在的小功率MOS管导通电阻一般在几毫欧，几十毫欧左右 MOS在导通和截止的时候，一定不是在瞬间完成的。MOS两端的电压有一个下降的过程，流过的电流有一个上升的过程，在这段时间内，MOS管的损失是电压和电流的乘积，叫做开关损失。通常开关损失比导通损失大得多，而且开关频率越快，导通瞬间电压和电流的乘积很大，造成的损失也就很大。降低开关时间，可以减小每次导通时的损失；降低开关频率，可以减小单位时间内的开关次数。这两种办法都可以减小开关损失。 MOS管驱动 MOS管导通不需要电流，只要GS电压高于一定的值，就可以了。但是，我们还需要速度。 在MOS管的结构中可以看到，在GS，GD之间存在寄生电容，而MOS管的驱动，实际上就是对电容的充放电。对电容的充电需要一个电流，因为对电容充电瞬间可以把电容看成短路，所以瞬间电流会比较大。选择/设计MOS管驱动时第一要注意的是可提供瞬间短路电流的大小。 普遍用于高端驱动的NMOS，导通时需要是栅极电压大于源极电压。而高端驱动的MOS管导通时源极电压与漏极电压(VCC)相同，所以这时栅极电压要比VCC大(4V或10V其他电压，看手册)。如果在同一个系统里，要得到比VCC大的电压，就要专门的升压电路了。很多马达驱动器都集成了电荷泵，要注意的是应该选择合适的外接电容，以得到足够的短路电流去驱动MOS管。 Mosfet参数含义说明Features:Vds：DS击穿电压.当Vgs=0V时，MOS的DS所能承受的最大电压Rds(on)：DS的导通电阻.当Vgs =10V时，MOS的DS之间的电阻Id：最大DS电流.会随温度的升高而降低Vgs:最大GS电压.一般为：-20V~+20VIdm:最大脉冲DS 电流.会随温度的升高而降低，体现一个抗冲击能力，跟脉冲时间也有关系Pd:最大耗散功率Tj:最大工作结温，通常为150度和175度Tstg:最大存储温度Iar:雪崩电流Ear:重复雪崩击穿能量Eas:单次脉冲雪崩击穿能量BVdss：DS击穿电压Idss:饱和DS电流，uA级的电流Igss:GS驱动电流，nA级的电流.gfs:跨导Qg:G总充电电量Qgs:GS充电电量Qgd:GD充电电量Td(on):导通延迟时间，从有输入电压上升到10%开始到Vds下降到其幅值90%的时间Tr:上升时间，输出电压VDS从90%下降到其幅值10%的时间T d(off):关断延迟时间，输入电压下降到90%开始到VDS上升到其关断电压时10%的时间Tf:下降时间，输出电压VDS从10%上升到其幅值90%的时间(参考图4)。Ciss:输入电容，Ciss=Cgd+Cgs.Coss:输出电容，Coss=Cds+Cgd.Crss:反向传输电容，Crss=Cgc. 其实MOS主要是通过栅控制器件的开启和导通，所以以NMOS管为例，只需要将栅得足够低，让它在中无法形成，也就没有了沟道，没有低阻通路，自然就变成高阻态，从漏源两端看上去，它便是关断的 追问 场效应管分类DISCRETE MOS FET DISCRETE MOS FET DISCRETE MOS FET DISCRETE MOS FET DISCRETE MOS FET DISCRETE MOS FET DISCRETE MOS FET DISCRETE MOS FET DISCRETE MOS FET DISCRETE MOS FET DISCRETE MOS FET DISCRETE MOS FET DISCRETE MOS FET DISCRETE MOS FET DISCRETE MOS FET 型号简介封装2N7000 2N7002 IRF510A IRF520A IRF530A IRF540A IRF610A IRF620A IRF630A IRF634A IRF640A IRF644A IRF650A IRF654A IRF720A 60V,0.115A 60V,0.2A 100V,5.6A 100V,9.2A 100V,14A 100V,28A 200V,3.3A 200V,5A 200V,9A 250V,8.1A 200V,18A 250V,14A 200V,28A 250V,21A 400V,3.3A TO-92 SOT-23 TO-220 TO-220 TO-220 TO-220 TO-220 TO-220 TO-220 TO-220 TO-220 TO-220 TO-220 TO-220 TO-220 DISCRETE MOS FET IRF730A 400V,5.5A TO-220 DISCRETE MOS FET IRF740A 400V,10A TO-220 DISCRETE MOS FET IRF750A 400V,15A TO-220 DISCRETE MOS FET IRF820A 500V,2.5A TO-220 DISCRETE MOS FET IRF830A 500V,4.5A TO-220 DISCRETE MOS FET IRF840A 500V,8A TO-220 DISCRETE MOS FET IRF9520 DISCRETE MOS FET IRF9540 DISCRETE MOS FET IRF9610 DISCRETE MOS FET IRF9620 DISCRETE MOS FET IRFP150A 100V,43A TO-3P DISCRETE MOS FET IRFP250A 200V,32A TO-3P DISCRETE MOS FET IRFP450A 500V,14A TO-3P DISCRETE MOS FET IRFR024A 60V,15A D-PAK DISCRETE MOS FET IRFR120A 100V,8.4A D-PAK TO-220 TO-220 TO-220 TO-220 型号参数国内外相似替换型号资料 2SC1885 150V,0.05A 0.75,200MHZ BF297,BF422,BF391,3DG18 0K NPN 2SC2336 180V,1.5A,25W,95MHZ 2SC2238A,2SC2238B,2SC2660, NPN 2SD478,2SD608A,2SD760,2SD1138, 3DA25F 2SC3306 500V,10A,100W BUV48A,BUV48B,BUV48C,BUW13 NPN 2SC2740,2SC3042,2SC3277,2SC3365 2SC3842,2DK308C 2SC3461 1100V,8A,140W BU902,2SC3643,2SC3847,2SC3982, NPN 2SD1433 2SC3746 80V,5A,20W 2SC3253,2SC3258,2SC3540,2SC3691 NPN 2SC4549,2SD1270,2SC1832 2SC3866 900V,3A,40W 2SC2979,2SC3178,2SC3559,2SC3979 NPN 2SC4303 2SC3953 2SC3886 1400V,8A,50W BU508AF,2SC3847,2SC3896,2SD1850 NPN 2SD1886 2SC3997 1500V,20A,250W - NPN 2SC4111 1500V,10A,150W 2SC3307,2SC3897,2SC3995 NPN 2SC4159 180V,1.5A,15W 2SC3298A,2SC3298B,2SD1763A,2SD1772 NPN 2SC4288 1400V,12A,200W 2SC3910,2SC3995 NPN 2SC4538 2SC4633 1500V,0.03A,7W 2SC4451,2SC4576 NPN 2SC4686A 1500V,0.05A,10W 2SC4578 NPN 2SC4833 500V,5A,35W BUT11AF,2SC3310,2SC3570,2SC4026 NPN 2SC4054,2SC4160,2SC4073,2SC4371 2SC4834 500V,8A,45W BU306F,BUT12AF,2SC3626,2SC4130, NPN 2SC4161,2SC4559 2SC4890 1500V,12A,75W BU2525AF,BU2527AF,2SC5105 NPN 2SC4897 1500V,20A,150W 2SC3997,2SC4290A,2SD2356 NPN 实验三MOS管参数仿真及Spice学习 刘翔 10214070 一、实验内容和要求。 实验内容： （1）使用S-Edit绘制电路图，将其转换成Spice文件。 （2）利用T-Spice的对话框添加仿真命令。 （3）利用W-Edit观察波形。 实验要求： （1）利用Tanner软件中的S-Edit、T-Spice和W-Edit，对NMOS管的参数进行仿真。NMOS器件的T-Spice参数仿真内容如下： a. MOS管转移特性曲线（给定VDS、W、L，扫描VGS）。 b. MOS管输出特性曲线（给定VGS、W、L，扫描VDS）。 c. 温度对MOS管输入/输出特性的影响（给定VGS、VDS、W、L，扫描Temp）。 d. MOS管W对输入/输出特性的影响（给定VGS、VDS、W/L，扫描W）。 e. MOS管L对输入/输出特性的影响（给定VGS、VDS、W/L，扫描L）。 f. MOS管W/L对输入/输出特性的影响（给定VGS、VDS、L，扫描W）。 g. MOS管开关电路输入/输出波形（输入一定频率的方波）。 h. 在MOS管开关电路输入/输出波形中找出传输时间、上升时间和下降时间。 i. MOS管开关电路传输特性曲线。 j. MOS管W/L对传输特性的影响（给定L、扫描W）。 k. 在MOS管传输特性曲线上找出测量输入、输出电压门限，计算噪声裕度。 （2）记录操作步骤，截取相应图片，完成实验报告。 二、实验环境、Tanner软件简介及SPICE命令。 实验环境： Tanner（S-Edit、T-Spice、W-Edit） SPICE命令的插入： Edit —Insert Command命令或工具栏中的，打开T-Spice Command Tool（T-Spice命令工具）对话框，可以在活动输入文件中插入命令。 三、实验流程框图。 四、实验步骤。 1.在S-Edit中绘制电路原理图，导出SPICE文件。 （1）新建一个文件file-new，新建一个模块，module-new，添加所需要的工艺库。 MOS管参数代换大全 型号参数国内外相似替换型号资料 2SC1885 150V,0.05A 0.75,200MHZ BF297,BF422,BF391,3DG180K NPN 2SC2336 180V,1.5A,25W,95MHZ 2SC2238A,2SC2238B,2SC2660, NPN 2SD478,2SD608A,2SD760,2SD1138, 3DA25F 2SC3306 500V,10A,100W BUV48A,BUV48B,BUV48C,BUW13 NPN 2SC2740,2SC3042,2SC3277,2SC3365 2SC3842,2DK308C 2SC3461 1100V,8A,140W BU902,2SC3643,2SC3847,2SC3982, NPN 2SD1433 2SC3746 80V,5A,20W 2SC3253,2SC3258,2SC3540,2SC3691 NPN 2SC4549,2SD1270,2SC1832 2SC3866 900V,3A,40W 2SC2979,2SC3178,2SC3559,2SC3979 NPN 2SC4303 2SC3953 2SC3886 1400V,8A,50W BU508AF,2SC3847,2SC3896,2SD1850 NPN 2SD1886 2SC3997 1500V,20A,250W - NPN 2SC4111 1500V,10A,150W 2SC3307,2SC3897,2SC3995 NPN 2SC4159 180V,1.5A,15W 2SC3298A,2SC3298B,2SD1763A,2SD1772 NPN 2SC4288 1400V,12A,200W 2SC3910,2SC3995 NPN 2SC4538 MOS管学习笔记 主要内容 ●MOS管的种类及结构 ●MOS管的工作原理 ●MOS管的主要参数 ●MOS管的驱动 MOS管的种类及结构 MOS管的全称是：Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor（金属氧化物半导体场效应管） 导电载流子的带 电极性 N沟道（电子型） P沟道（空穴型） 导电沟道形成机 理增强型（E型） 耗尽型（D型） 组合共有4种类型 分类 在实际应用中，只有N沟道增强型和P沟道增强型，这两种中比较常用的是NMOS管，原因是导通电阻小，且容易制造。 结构 以一块掺杂浓度较低，电阻率较高的P型硅半导体薄片作为衬底，利用扩散 的方法在P型硅中形成两个高掺杂的N+区。然后在P型硅表面生长一层很薄的二氧化硅绝缘层，并在二氧化硅表面及N+型区的表面上分别安装三个铝电极——栅极g，源极s 和漏极d，这样就形成了N沟道增强型MOS管。 符号 剖面图 （1） Vgs=0，没有导电沟道 此时栅源短接，源区，衬底和漏区形成两个背靠背的PN 结，无论Vds 的极性怎样，其中 总有一个PN 结是反偏的，所以d,s 之间没有形成导电沟道，MOS 管处于截止状态。 （2） Vgs≥ V GS(th ） ，出现N 沟道 栅源之间加正向电压 由栅极指向P 型衬底的电场 将靠近栅极下方的空穴向下排斥 形成耗尽层 MOS 管的工作原理 NMOS 的特性：Vgs 大于一定的值就会导通，适合用于源极接地时的情况（低端驱动） ---s 二氧化硅P 衬底 g DD V + N d +b N V GG i d 再增加Vgs 纵向电场 将P 区少子（电子）聚集到P 区表面 形成源漏极间的N 型导电沟道 如果此时加有漏源电压，就可以形成漏极电流i d 定义：开启电压V GS(th ） ——刚刚产生导电沟道所需的栅源电压Vgs MOS管主要参数(2011-09-06 10:23) 分类：电源技术 1.开启电压VT ·开启电压（又称阈值电压）：使得源极S和漏极D之间开始形成导电沟道所需的栅极电压； ·标准的N沟道MOS管，VT约为3～6V； ·通过工艺上的改进，可以使MOS管的VT值降到2～3V。 2. 直流输入电阻RGS ·即在栅源极之间加的电压与栅极电流之比 ·这一特性有时以流过栅极的栅流表示 ·MOS管的RGS可以很容易地超过1010Ω。 3. 漏源击穿电压BVDS ·在VGS=0（增强型）的条件下，在增加漏源电压过程中使ID开始剧增时的VDS称为漏源击穿电压BVDS ·ID剧增的原因有下列两个方面： （1）漏极附近耗尽层的雪崩击穿 （2）漏源极间的穿通击穿 ·有些MOS管中，其沟道长度较短，不断增加VDS会使漏区的耗尽层一直扩展到源区，使沟道长度为零，即产生漏源间的穿通，穿通后 ，源区中的多数载流子，将直接受耗尽层电场的吸引，到达漏区，产生大的ID 4. 栅源击穿电压BVGS ·在增加栅源电压过程中，使栅极电流IG由零开始剧增时的VGS，称为栅源击穿电压BVGS。 5. 低频跨导gm ·在VDS为某一固定数值的条件下，漏极电流的微变量和引起这个变化的栅源电压微变量之比称为跨导 ·gm反映了栅源电压对漏极电流的控制能力 ·是表征MOS管放大能力的一个重要参数 ·一般在十分之几至几mA/V的范围内 6. 导通电阻RON ·导通电阻RON说明了VDS对ID的影响，是漏极特性某一点切线的斜率的倒数 ·在饱和区，ID几乎不随VDS改变，RON的数值很大，一般在几十千欧到几百千欧之间 ·由于在数字电路中，MOS管导通时经常工作在VDS=0的状态下，所以这时的导通电阻RON可用原点的RON来近似 ·对一般的MOS管而言，RON的数值在几百欧以内 7. 极间电容 ·三个电极之间都存在着极间电容：栅源电容CGS 、栅漏电容CGD和漏源电容CDS ·CGS和CGD约为1～3pF ·CDS约在0.1～1pF之间 8. 低频噪声系数NF ·噪声是由管子内部载流子运动的不规则性所引起的 ·由于它的存在，就使一个放大器即便在没有信号输人时，在输出端也出现不规则的电压或电流变化 场效应管分类 型号 简介 封装常用三极管型号及参数(1) DISCRETE晶体管型号反压Vbe0电流Icm功率Pcm放大系MOS FET 2N7000 60V,0.115A TO-92IRFU02050V15A42W**NMOS场效应DISCRETE IRFPG421000V4A150W**NMOS场效应 MOS FET 2N7002 60V,0.2A SOT-23IRFPF40900V4.7A150W**NMOS场效应DISCRETE IRFP9240200V12A150W**PMOS场效应 MOS FET IRF510A 100V,5.6A TO-220IRFP9140100V19A150W**PMOS场效应DISCRETE IRFP460500V20A250W**NMOS场效应 MOS FET IRF520A 100V,9.2A TO-220IRFP450500V14A180W**NMOS场效应DISCRETE IRFP440500V8A150W**NMOS场效应 MOS FET IRF530A 100V,14A TO-220IRFP353350V14A180W**NMOS场效应DISCRETE IRFP350400V16A180W**NMOS场效应 MOS FET IRF540A 100V,28A TO-220IRFP340400V10A150W**NMOS场效应DISCRETE IRFP250200V33A180W**NMOS场效应 MOS FET IRF610A 200V,3.3A TO-220IRFP240200V19A150W**NMOS场效应DISCRETE IRFP150100V40A180W**NMOS场效应 MOS FET IRF620A 200V,5A TO-220晶体管型号反压Vbe0电流Icm功率Pcm放大系DISCRETE IRFP140100V30A150W**NMOS场效应 MOS FET IRF630A 200V,9A TO-220IRFP05460V65A180W**NMOS场效应DISCRETE IRFI744400V4A32W**NMOS场效应 MOS FET IRF634A 250V,8.1A TO-220IRFI730400V4A32W**NMOS场效应DISCRETE IRFD9120100V1A1W**NMOS场效应 MOS FET IRF640A 200V,18A TO-220IRFD12380V1.1A1W**NMOS场效应DISCRETE IRFD120100V1.3A1W**NMOS场效应 MOS FET IRF644A 250V,14A TO-220IRFD11360V0.8A1W**NMOS场效应DISCRETE IRFBE30800V2.8A75W**NMOS场效应 MOS FET IRF650A 200V,28A TO-220IRFBC40600V6.2A125W**NMOS场效应DISCRETE IRFBC30600V3.6A74W**NMOS场效应 MOS FET IRF654A 250V,21A TO-220IRFBC20600V2.5A50W**NMOS场效应DISCRETE IRFS9630200V6.5A75W**PMOS场效应 MOS FET IRF720A 400V,3.3A TO-220IRF9630200V6.5A75W**PMOS场效应DISCRETE IRF9610200V1A20W**PMOS场效应 MOS FET IRF730A 400V,5.5A TO-220晶体管型号反压Vbe0电流Icm功率Pcm放大系DISCRETE IRF954160V19A125W**PMOS场效应 MOS FET IRF740A 400V,10A TO-220IRF953160V12A75W**PMOS场效应DISCRETE IRF9530100V12A75W**PMOS场效应 MOS FET IRF750A 400V,15A TO-220IRF840500V8A125W**NMOS场效应DISCRETE IRF830500V4.5A75W**NMOS场效应 MOS FET IRF820A 500V,2.5A TO-220IRF740400V10A125W**NMOS场效应DISCRETE IRF730400V5.5A75W**NMOS场效应 MOS FET IRF830A 500V,4.5A TO-220IRF720400V3.3A50W**NMOS场效应DISCRETE IRF640200V18A125W**NMOS场效应 MOS FET IRF840A 500V,8A TO-220IRF630200V9A75W**NMOS场效应DISCRETE IRF610200V3.3A43W**NMOS场效应 MOS FET IRF9520 TO-220IRF54180V28A150W**NMOS场效应DISCRETE IRF540100V28A150W**NMOS场效应 MOS FET IRF9540 TO-220IRF530100V14A79W**NMOS场效应 MOS管常见型号 场效应管分类型号简介封装 1.MOS FET 2N7000 60V,0.115A TO-92 2.MOS FET 2N7002 60V,0.2A SOT-23 3.MOS FET IRF510A 100V,5.6A TO-220 4.MOS FET IRF520A 100V,9.2A TO-220 5.MOS FET IRF530A 100V,14A TO-220 6.MOS FET IRF540A 100V,28A TO-220 7.MOS FET IRF610A 200V,3.3A TO-220 8.MOS FET IRF620A 200V,5A TO-220 9.MOS FET IRF630A 200V,9A TO-220 10.MOS FET IRF634A 250V,8.1A TO-220 11.MOS FET IRF640A 200V,18A TO-220 12.MOS FET IRF644A 250V,14A TO-220 13.MOS FET IRF650A 200V,28A TO-220 14.MOS FET IRF654A 250V,21A TO-220 15.MOS FET IRF720A 400V,3.3A TO-220 16.MOS FET IRF730A 400V,5.5A TO-220 17.MOS FET IRF740A 400V,10A TO-220 18.MOS FET IRF750A 400V,15A TO-220 19.MOS FET IRF820A 500V,2.5A TO-220 20.MOS FET IRF830A 500V,4.5A TO-220 21.MOS FET IRF840A 500V,8A TO-220 22.MOS FET IRF9520 TO-220 23.MOS FET IRF9540 TO-220 24.MOS FET IRF9610 TO-220 25.MOS FET IRF9620 TO-220 26.MOS FET IRFP150A 100V,43A TO-3P 27.MOS FET IRFP250A 200V,32A TO-3P 28.MOS FET IRFP450A 500V,14A TO-3P 29.MOS FET IRFR024A 60V,15A D-PAK 30.MOS FET IRFR120A 100V,8.4A D-PAK 31.MOS FET IRFR214A 250V,2.2A D-PAK 32.MOS FET IRFR220A 200V,4.6A D-PAK 33.MOS FET IRFR224A 250V,3.8A D-PAK 34.MOS FET IRFR310A 400V,1.7A D-PAK 35.MOS FET IRFR9020TF D-PAK 36.MOS FET IRFS540A 100V,17A TO-220F 37.MOS FET IRFS630A 200V,6.5A TO-220F 38.MOS FET IRFS634A 250V,5.8A TO-220F 39.MOS FET IRFS640A 200V,9.8A TO-220F 40.MOS FET IRFS644A 250V,7.9A TO-220FMOS管参数解释
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