你理解的场效应管,仅仅只是一个电控开关吗?-电子技术方案|电路图讲解
场效应管在mpn中,它的长相和我们常面讲的三极管非常像,所以有不少修朋友好长时间还分不清楚,统一的把这些长相相同的三极管、场效应管、双二极管、还有各种稳压IC统统称作“三个脚的管管”,呵呵,如果这样麻木不分的话,你的维修技术恐怕很难快速提高的哦! 言归正传,说到场效应管的长相恐怕我就不用贴图了,在电路图中它常用 表示,关于它的构造原理由于比较抽象,我们是通俗化讲它的使用,所以不去多讲,由于根据使用的场合要求不同做出来的种类繁多,特性也都不尽相同;我们在mpn中常用的一般是作为电源供电的电控之开关使用,所以需要通过电流比较大,所以是使用的比较特殊的一种制造方法做出来了增强型 的场效应管(MOS型),它的电路图符号: 仔细看看你会发现,这两个图似乎有差别,对了,这实际上是两种不同的增强型场效应管,第一个那个叫N沟道增强型场效应管,第二个那个叫P沟道增强型场效应管,它们的的作用是刚好相反的。前面说过,场效应管是用电控制的开关,那么我们就先讲一下怎么使用它来当开关的,从图中我们可以看到它也像三极管一样有三个脚,这三个脚分别叫做栅极(G)、源极(S)和漏极(D),mpn中的贴片元件示意图是这个样子: 1脚就是栅极,这个栅极就是控制极,在栅极加上电压和不加上电压来控制2脚和3脚的相通与不相通,N沟道的,在栅极加上电压2脚和3脚就通电了,去掉电压就关断了,而P沟道的刚好相反,在栅极加上电压就关断(高电位),去掉电压(低电位)就相通了! 我们常见的2606主控电路图中的电源开机电路中经常遇到的就是P沟道MOS管:
这个图中的SI2305就是P沟道MOS管,由于有很多朋友对于检查这一部分的故障很茫然,所以在这里很有必要讲一下它的工作原理,来加深一下你的印象! 图中电池的正电通过开关S1接到场效应管Q1的2脚源极,由于Q1是一个P沟道管,它的1脚栅极通过R20电阻提供一个正电位电压,所以不能通电,电压不能继续通过,3v稳压IC输入脚得不到电压所以就不能工作不开机!这时,如果我们按下SW1开机按键时,正电通过按键、R11、R23、D4加到三极管Q2的基极,三极管Q2的基极得到一个正电位,三极管导通(前面讲到三极管的时候已经讲过),由于三极管的发射极直接接地,三极管Q2导通就相当于Q1的栅极直接接地,加在它上面的通过R20电阻的电压就直接入了地,Q1的栅极就从高电位变为低电位,Q1导通电就从Q1同过加到3v稳压IC的输入脚,3v稳压IC就是那个U1输出3v的工作电压vcc供给主控,主控通过复位清0,读取固件程序检测等一系列动作,输处一个控制电压到PWR_ON再通过R24、R13分压送到Q2的基极,保持Q2一直处于导通状态,即使你松开开机键断开Q1的基极电压,这时候有主控送来的控制电压保持着,Q2也就一直能够处于导通状态,Q1就能源源不断的给3v稳压IC提供工作电压!SW1还同时通过R11、R30两个电阻的分压,给主控PLAY ON脚送去时间长短、次数不同的控制信号,主控通过固件鉴别是播放、暂停、开机、关机而输出不同的结果给相应的控制点,以达到不同的工作状态! mpn中常见的场效应管多是P沟道的,在它的上面经常见到的印刷标志是:A2sHB、212T、212N、076A、AOGH、N57T、R1SG、S016J、S026I等 上图是一个有主控控制耳机有没有声音输出的电路图,声音的左右声道分别通过隔直流电容C13、C14和电阻R51、R52送到耳机孔,但是在电阻R51、R52和耳机孔之间却接入了一个N沟道的mos场效应管,这个场效应管的栅极连接在一起受着MUTE的控制,当MUTE的地方处于高电位时候,Q4、Q5导通,就会把声音通过Q4、Q5入地,耳机里就不会有声音了,当MUTE的地方处于低电位时候,Q4、Q5关断,声音就只有通过耳机而发出声音了! 上面这个图是瑞芯微2608主控常见的电源开机电路,它与2606主控的电源开机电路有什么不同?你是不是发现比2606主控的电源开机电路多了一个MOS场效应管?这两个源极相连的场效应管与2606开机电路的一个场效应管有什么不同?原来场效应管的栅极控制是有一个原则的:P沟道的栅极控制电压必须是相对源极输入高低电位来说的,所以在电路中源极和漏极是不能接反的,即源极必须接输入,漏极必须接输出,如果接反了就不能正常工作,mpn电路中,当usb接入的时候,必须要立即切断电池供电改换由usb供电,才能正常工作,如果不能切换电池供电,usb就不能正常工作(无法识别),2606主控的电路切换指令是由主控发出的,使用的是电池电源控制即电池回路,所以用一个场效应就能够控制了!仔细看一下2608的电路中电源切换是靠三极管Q7控制的,Q7的导通与截至是由usb电压来控制的,这是另一组电源,这组电源要想控制一个有极性的场效应管是不行的,所以我们就用两个MOS场效应管,源极相连联结成一个无极性场效应管就达到。
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本文中提出了针对于MOSFET击穿的两种常见成因,并且对此进行了问题分析及提出解决方案。这里我们把MOSFET的击穿成因分为两种:一个是MOS管本身的输入电阻很高,而栅源极间电容又非常小,所以极易受外界电磁场或静电的感应而带电,而少量电荷就可在极间电容上形成相当高的电压(U=Q/C),将管子损坏;另一个是MOS电路输入端的保护二极管,其导通时电流容限一般为1mA,在可能出现过大瞬态输入电流(超过10mA)时,容易出现管子损坏的现象。
我们都知道虽然管子的输入端有抗静电的保护措施,但仍需小心对待,在存储和运输中最好用金属容器或者导电材料包装,不要放在易产生静电高压的化工材料或化纤织物中。组装、调试时,工具、仪表、工作台等均应良好接地。要防止操作人员的静电干扰造成的损坏,如不宜穿尼龙、化纤衣服,手或工具在接触集成块前最好先接一下地。
对器件引线矫直弯曲或人工焊接时,使用的设备必须良好接地。 在电路设计中MOS电路输入端的保护二极管,其导通时电流容限一般为1mA,在可能出现过大瞬态输入电流(超过10mA)时,应串接输入保护电阻。因此应用时可选择一个内部有保护电阻的MOS管应。还有由于保护电路吸收的瞬间能量有限,太大的瞬间信号和过高的静电电压将使保护电路失去作用。所以焊接时电烙铁必须可靠接地,以防漏电击穿器件输入端,一般使用时,可断电后利用电烙铁的余热进行焊接,并先焊其接地管脚。MOS是电压驱动元件,对电压很敏感,悬空的G很容易接受外部干扰使MOS导通,外部干扰信号对G-S结电容充电,这个微小的电荷可以储存很长时间。在试验中G悬空很危险,很多就因为这样爆管,G接个下拉电阻对地,旁路干扰信号就不会直通了,一般可以10~20K。这个电阻称为栅极电阻,作用:为场效应管提供偏置电压;起到泻放电阻的作用(保护栅极G~源极S)。
第一个作用好理解,这里解释一下第二个作用的原理:保护栅极G~源极S,场效应管的G-S极间的电阻值是很大的,这样只要有少量的静电就能使他的G-S极间的等效电容两端产生很高的电压,如果不及时把这些少量的静电泻放掉,他两端的高压就有可能使场效应管产生误动作,甚至有可能击穿其G-S极;这时栅极与源极之间加的电阻就能把上述的静电泻放掉,从而起到了保护场效应管的作用。 小结 虽然MOSFET的击穿是我们在测试时需要非常注意的问题,但是现在的mos管没有那么容易被击穿,尤其是是大功率的vmos,主要是不少都有二极管保护。vmos栅极电容大,感应不出高压。与干燥的北方不同,南方潮湿不易产生静电。还有就是现在大多数CMOS器件内部已经增加了IO口保护。但用手直接接触CMOS器件管脚不是好习惯。至少使管脚可焊性变差。
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