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场效应管电路图符号-场效应管电路图符号与特性详解-KIA MOS管

信息来源:本站 日期:2018-08-07 

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场效应管电路图工作原理及详解

1.如何分辨三个极?

首先,来看看常见的SO-8封装场效应管

共有八个脚,显然会有几个脚内部是相连的。

第1步:  确定场效应管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。

场效应管电路图符号


第2步:  确定场效应管其他脚

方法:从PIN1开始,逆时针方向依次为2,3,…..6,7,8脚。

场效应管电路图符号


第3步:  确定三个极。

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

场效应管电路图符号


常见的NMOS管4816:

场效应管电路图符号


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。

再来看看相似的DFN封装场效应管:

场效应管电路图符号


外形上来看,DNF封装的场效应管仍旧有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封装的场效应管:

场效应管电路图符号

Ultra SO-8封装的场效应管相对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封装场效应管:

PIN1,2,5,6为D极;      

PIN3为G极;

PIN4为S极。

同样是6个脚,SOT-363封装场效应管则为双场效应管:

场效应管电路图符号

最后,3PIN脚的场效应管: (1)SOT-23

场效应管电路图符号

PIN1为G极;PIN2为S极;PIN3为D极。

另外一种3PIN脚的场效应管: (2)TO-252

场效应管电路图符号

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脚场效应管(SOT-23)讲起。

先找到场效应管的G,S,D三极。

场效应管电路图符号

红表笔(+极)接D极,黑表笔(- 极)接S极:

如果,二极体值低于0.700V以下。

交换表笔:

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,此场效应管为PMOS管。

如果两次测量的结果相反。则为NMOS管。

判断沟道的方法已经介绍了,接下来简单谈下依据。

场效应管(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。

以上是在没有考虑场效应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!

3PIN脚的说过了,再来看看6PIN脚的场效应管( TSOP-6封装):


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,对照图确定出G极,S极。

场效应管电路图符号

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:

场效应管电路图符号

测量的二极体值相反时,为PMOS管:

场效应管电路图符号

DFN封装和Ultra SO-8封装的场效应管因为外形独特,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。


场效应管无法用眼睛辨认PIN1时,怎样用万用表找G、D、S极?

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。

场效应管电路图符号

根据场效应管有一边存在小小的倒角,仍然能确定PIN1。

场效应管电路图符号

至于最后一种场效应管: SOT-363封装双场效应管

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。  

场效应管电路图符号  

所以,在主板上更换这种场效应管时,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:

以上都是在场效应管没有被接入任何电路的情形下,进行的测量。

如果场效应管在板时进行测量,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场效应管G极与S极,以释放场效应管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.能测量出场效应管是好是坏吗?

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 —— 为次品


测量中,当红表笔接G极,黑表笔接S极之后,有可能在接下来测量

DS这组值时,发现DS间竟短路了,二极体值接近0.001V。   本来在前面刚测量过是好的。有些场效应管短路很快就消失了,而有些则需要较长时间才恢复。          

这同样是因为场效应管GS极间存在一定的极间电容,测量中引入的电压在上面残留。如果电压极性刚好符合场效应管导通条件,此时测量DS间当然就会表现为短路现象。只有当GS极间电容上的电荷漏光或消散完后,DS间才会恢复截止状态。


解决的办法是:

用表笔金属针头部分短接场效应管G极与S极,释放场效应管GS极间电容上残留的电荷。  如果再次测量DS间仍然短路,才能判定场效应管短路了。

小结:“场效应管的开关条件”

前面解决了场效应管的接法问题,接下来谈谈场效应管的开关条件:

控制极电平为“ ?V ” 时场效应管导通(饱和导通)?

控制极电平为“ ?V ”  时场效应管截止?

不论N沟道还是P沟道场效应管,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)多少伏时场效应管才会饱和导通呢?

饱和导通问题:

这要看具体的场效应管,不同场效应管需要的压差不同。


在笔记本主板上用到的NMOS可简单分作两大类:

信号切换用场效应管: 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。

电压通断用场效应管: 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。


示例1:

NMOS管:2N7002E

场效应管电路图符号

示例2:

NMOS管:AON7406

场效应管电路图符号

示例3:

PMOS管:AOD425

场效应管电路图符号

隔离作用:

如果我们想实现线路上电流的单向流通,比如

场效应管电路图符号

   

方法1:加入一个二级管

   场效应管电路图符号

方法2:加入场效应管

场效应管电路图符号

此处场效应管实现的功能就是:隔离作用。

所以,所谓的场效应管的隔离作用,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场效应管,是因为:

使用二级管,导通时会有压降,会损失一些电压。而使用场效应管做隔离,在正向导通时,在控制极加合适的电压,可以让场效应管饱和导通,这样通过电流时几乎不产生压降。


示例1:

PMOS管:AOL1413 作用:隔离

场效应管电路图符号

笔记本主板上的隔离,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。

笔记本电脑中用到的隔离场效应管只有两个。

下面我们来分步讨论一下它的原理,为了方便,隔离场效应管都用二级管代替表示。

场效应管电路图符号

场效应管电路图符号

问题:为什么在不用适配器时,还要用Q1隔离12V呢?

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。  

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。

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。

导线的电阻极小,如果我们认为它是0.1欧姆。那么在导线中流过的电流会是70A

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。

场效应管电路图符号

场效应管作用总结:

如果场效应管用作开关时,(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

如果场效应管用作隔离时,(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。


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