管电路工作原理及详解ppt.pptx

管电路工作原理及详解开始之前,一个小测试:电路符号G(栅极)呢？请回答:哪个脚就是S(源极)？哪个脚就是D(漏极)？就是P沟道还就是N沟道MOS？如果接入电路,D极与S极,哪一个该接输入,哪个接输出？您答对了吗？再来一个,试试瞧:电路符号G(栅极)呢？哪个脚就是S(源极)？哪个脚就是D(漏极)？就是P沟道还就是N沟道MOS？依据就是什么？如果接入电路,D极与S极,哪一个该接输入,哪个接输出？这次怎么样？电路符号1 三个极怎么判定三个极怎么判定？MOS管符号上得三个脚得辨认要抓住关键地方。D极,不论就是P沟道还就是N沟道,就是单独引线得那边。S极极G极极D极极G极,不用说比较好认。S极,不论就是P沟道还就是N沟道,两根线相交两根线相交得就就是;电路符号2 她们就是她们就是N沟道还就是沟道还就是P沟道？沟道？三个脚得极性判断完后,接下就该判断就是P沟道还就是N沟道了:S极极G极极D极极箭头指向箭头指向G极得就是极得就是N沟道沟道N沟道沟道MOSFET电路符号S极极G极极D极极箭头背向箭头背向G极得就是极得就是P沟道沟道当然也可以先判断沟道类型,再判断三个脚极性。P沟道沟道MOSFET电路符号S极极G极极D极极小测试小测试:先判断就是什么沟道先判断就是什么沟道,再判断三个脚极性。再判断三个脚极性。S极极G极极D极极231123P沟道沟道MOSFETN沟道沟道MOSFET电路符号3 寄生二极管得方向如何判定？寄生二极管得方向如何判定？接下来,就是寄生二极管得方向判断:S极极G极极D极极N N沟道沟道沟道沟道S极极G极极D极极P P沟道沟道沟道沟道它得判断规则就就是:N沟道,由S极指向D极;P沟道,由D极指向S极。寄生二极管寄生二极管电路符号S极极G极极D极极N沟道沟道S极极G极极D极极P沟道沟道上面方法不太好记,一个简单得识别方法就是:(想像DS边得三节断续线就是连通得)不论N沟道还就是P沟道MOS管,中间衬底箭头方向与寄生二极管得箭头方向总就是一致得:要么都由要么都由S指向指向D,要么都由要么都由D指向指向S。大家学习辛苦了,还就是要坚持继续保持安静继续保持安静0V截止截止5V导通导通电路符号4 它能干吗用呢？它能干吗用呢？在我们天天面对得笔记本主板上,MOS管有两大作用:1.开关作用;2.隔离作用。此处电压此处电压被拉低被拉低 开关作用开关作用(1):PQ27控制脚为低电平控制脚为低电平电路符号此处电压此处电压不被拉低不被拉低3VGND导通导通0V截止截止 开关作用开关作用(1):PQ27控制脚为高电平控制脚为高电平电路符号 以上MOS开关实现得就是信号切换信号切换(高低电平切换高低电平切换)。再来瞧个MOS开关实现电压通断电压通断得例子吧。由+1、5V_SUS产生+1、5V电路(1)0V截止截止0V电路符号MOS开关实现电压通断电压通断得例子:由+1、5V_SUS产生+1、5V电路(2)+15V导通导通+1、5V电路符号 瞧过前面得例子,您能总结出“MOS管用做开关时在电路中得连接方法”吗？其实关键就就是:确定哪一个极连接输入输入端;哪个极连接输出输出端。控制极电平为“？V”时MOS管导通(饱与导通)？控制极电平为“？V”时MOS管截止？回顾前面得例子,您找到它们得规律了吗？小提示:MOS管中得寄生二极管方向就是关键。电路符号 小结小结:“MOS管用作开关时在电路中得连接方法管用作开关时在电路中得连接方法”NMOS管:D极接输入;S极接输出。PMOS管:S极接输入;D极接输出。S极极G极极D极极P P沟道沟道沟道沟道S极极G极极D极极N N沟道沟道沟道沟道输入端输入端输入端输入端输出端输出端输出端输出端导通时导通时导通时导通时电路符号 反证反证:NMOS管正确接法:D极接输入;S极接输出。PMOS管正确接法:S极接输入;D极接输出。S极极G极极D极极P P沟道沟道沟道沟道S极极G极极D极极N N沟道沟道沟道沟道输入输入假如:S接输入,D接输出呢？输出输出由于寄生二极管直接导通,因此S极电压可以无条件到D极,MOS管就失去了开关得作用。假如反接:D接输入,S接输出。输入输入输出输出同样失去了开关作用。电路符号小结小结:“MOS管得开关条件管得开关条件”前面解决了MOS管得接法问题,接下来谈谈MOS管得开关条件:控制极电平为“？V”时MOS管导通(饱与导通)？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沟道还就是P沟道MOS管,G极电压都就是与S极做比较。N沟道:UGUS时导通。(简单认为)UG=US时截止。P沟道:UGUS时导通。(简单认为)UG=US时截止。但UG比US大(或小)多少伏时MOS管才会饱与导通呢？电路符号UG比US大(或小)多少伏时MOS管才会饱与导通呢？这要瞧具体得MOS管,不同MOS管需要得压差不同。饱与导通问题饱与导通问题:在笔记本主板上用到得NMOS可简单分作两大类:信号切换信号切换用MOS管:UG比US大3V-5V即可,实际上只要导通即可,不必须饱与导通。比如常见得:2N7002,2N7002E,2N7002K,2N7002D,FDV301N。电压通断电压通断用MOS管:UG比US应大于10V以上,而且开通时必须工作在饱与导通状态。常见得有:AOL1448,AOL1428A,AON7406,AON7702,MDV1660,AON6428L,AON6718L,AO4496,AO4712,AO6402A,AO3404,SI3456DDV,MDS1660URH,MDS2662URH,RJK0392DPA,RJK03B9DP。PMOS管则与NMOS条件刚好相反。电路符号示例示例1:S极极G极极D极极0V导通导通3VNMOS管管:2N7002E5V作用作用:信号切换信号切换(开关开关)常用接法常用接法:S极接地,US=0V。截止条件截止条件:UG=US=0V。导通条件导通条件:UG比US大3V-5V即可,UG=3V。S极极G极极D极极电路符号示例示例2:导通导通+15VNMOS管管:AON74065V作用作用:电压通断电压通断(开关开关)常用接法常用接法:D极接输入,UD=5V。S极接输出。截止条件截止条件:UG=US=0V。导通条件导通条件:UG比US大10V以上,UG=US+10V=15V。(导通时,US=5V)0V5VS极极G极极D极极电路符号示例示例3:导通导通+6VPMOS管管:AOD425+19V作用作用:电压通断电压通断(开关开关)常用接法常用接法:S极接输入,US=19V。D极接输出。截止条件截止条件:UG=US=19V。导通条件导通条件:UG比US小10V以上,UG=US-13V=6V。0V+19V+19V电路符号如果我们想实现线路上电流得单向流通,比如只让电流由A-B,阻止由B-A 请问可以怎么做？AB方法1:加入一个二级管AB隔离作用隔离作用:方法2:加入MOS管电路符号AB 所以,所谓得MOS管得隔离作用,其实质也就就是实现电路得单向导通,它就相当于一个二级管。此处MOS管实现得功能就就是:隔离作用隔离作用。但在电路中我们常用隔离MOS,就是因为: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,在控制极加合适得电压,可以让MOS管饱与导通,这样通过电流时几乎不产生压降。电路符号示例示例1:PMOS管管:AOL1413作用作用:隔离隔离AdapterBAT19V5V导通导通接地接地19V19V截止截止6V导通导通19V19V隔离隔离大家有兴趣可分析一下:拔掉适配器后只用电池供电时AOL1413得工作情况,试试吧！笔记本电脑中用到得隔离MOS管只有两个。下面我们来分步讨论一下它得原理,为了方便,隔离MOS管都用二级管代替表示。笔记本主板上得隔离,其实质就是将适配器电压(+19V)与电池电压(+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,保证电脑都有持续得供电,实现电源无缝切换。电路符号VINAdapter19V19V隔离隔离1、只用适配器只用适配器时时电路符号VINBAT12V12V隔离隔离2、只用电池时只用电池时问题问题:为什么在不用适配器时,还要用Q1隔离12V呢？Q1Q2 我找到得一种解释就是:人们在使用笔记本电脑时,经常会同时插上适配器与电池。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得输出电路,有可能烧毁适配器。这一解释自己没有做过验证这一解释自己没有做过验证,大家可以讨论一下对与错。大家可以讨论一下对与错。BATAdapterQ1Q2电路符号19V12V19V隔离隔离3、适配器适配器+电池电池问题问题:如果不用Q2隔离,同时插上适配器与电池会怎样？现象就是:大电流。大电流。当然这只有在维修稳压电源上才可以瞧到:电流直接达到稳压电源得最大值6A以上,短路灯狂闪。电池充电不就就是用较高得电压加到电池上来进行得吗？那么,您觉得,为什么会出现这样得现象呢？电路符号讨论讨论:“不用不用Q2隔离隔离,或者就是或者就是Q2被击穿短路时大电流得原因被击穿短路时大电流得原因”19V12V19V12V0V7V7V 电池电压一般就是在12V以下,我们就将其瞧作12V。19V电源呢,我们也可以当作一个大电池,那么一个19V得电池与一个12V得电池如下相连,导线中电流会就是多少呢？?A经过两次等效,就相当于将一根导线两端接到7V电池得两端。电路符号 导线得电阻极小,如果我们认为它就是0、1欧姆。那么在导线中流过得电流会就是多少:7V?A电流电流=稳压电源得最大电流一般就是6A左右,所以会出现大电流报警。而正常得电池充电电压就是经过芯片精密控制得,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,长时间得超负荷工作,极有可能损坏适配器。电路符号MOS管作用总结管作用总结:(结合寄生二极管)如果MOS管用作开关开关时,(不论N沟道还就是P沟道),一定就是寄生二极管得负极接输入边,正极接输出端或接地。否则就无法实现开关功能了。所以,N沟道一定就是D极接输入,S极接输出或地。P沟道则相反,一定就是S极接输入,D极接输出。如果MOS管用作隔离隔离时,(不论N沟道还就是P沟道),寄生二极管得方向一定就是与主板要实现得单向导通方向一致。笔记本主板上用PMOS做隔离管得最常见,但也有极少得主板用NMOS来实现。电路符号5 做个挑错游戏吧做个挑错游戏吧有没有发现过笔记本电路图上得MOS管也有画错得？通过前面得学习,我们来做个挑错游戏吧,瞧瞧您能发现多少错误？图图1电路符号图图2两张截图里,您发现了几处错误？答案在文档最后面。实 物实 物 篇实 物瞧瞧这些MOS管:呵呵,都就是很常见得吧？G(栅极)呢？能告诉大家,哪个脚就是S(源极)吗？哪个脚就是D(漏极)？就是P沟道还就是N沟道MOS？呵呵,这个有点难哦。给您万用表,怎么测量MOS管就是好就是坏呢？实 物1 如何分辨三个极？如何分辨三个极？首先,来瞧瞧常见得SO-8封装MOS管吧。共有八个脚,显然会有几个脚内部就是相连得。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,它一般会在芯片得左下角。第2步:请确定MOS管其她脚方法:从PIN1开始,逆时针方向依次为2,3,、6,7,8脚。实 物第3步:请确定三个极。D极单独位于一边,而G极就是第4PIN。剩下得3个脚则就是S极。它们得位置就是相对固定得,记住这一点很有用。请注意:不论NMOS管还就是PMOS管,上述PIN脚得确定方法都就是一样得。瞧瞧我们常见得NMOS管4816:假如MOS管表面磨损,或就是无法辨认PIN1得标记圆点,您可以用什么方法确认PIN1脚,以及G极,D极与S极？拿出万用表,试试吧！实 物再来瞧瞧相似得DFN封装MOS管:外形上来瞧,DNF封装得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脚极性还就是一样排列。还有Ultra SO-8封装得MOS管:Ultra SO-8封装得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。实 物接下来,瞧瞧6个脚得TSOP-6封装MOS管:SI3456 PIN1,2,5,6为D极;PIN3为G极;PIN4为S极。同样就是6个脚,得SOT-363封装MOS管则为双MOS管:实 物最后,3PIN脚得MOS管:(1)SOT-23 PIN1为G极;PIN2为S极;PIN3为D极。但请大家特别注意:主板上标示得主板上标示得PIN1与与PIN2脚与此刚好颠倒了。脚与此刚好颠倒了。主板图纸上也就是如此。主板图纸上也就是如此。而且,似乎作为一种错误得习惯被保持了下来。另外一种3PIN脚得MOS管:(2)TO-25212321SGD 图纸习惯图纸习惯常见型号有:AOD425123实 物先从简单得开始,拿最常见得3PIN脚MOS管(SOT-23)讲起。2 它就是它就是N沟道还就是沟道还就是P沟道得呢？沟道得呢？由上一小节内容,我们可以立即找到MOS管得G,S,D三极。SDG红表笔红表笔(+极极)接D极,黑表笔黑表笔(-极极)接S极:如果,二极体值低于0、700V以下。接下来,将万用表调到“二极体档”。黑表笔黑表笔(-极极)接D极,红表笔红表笔(+极极)接S极:二极体值高于1、200V以上。则可以判断,此MOS管 =为PMOS管。0、620V1、220V交换表笔:实 物过程如下:SDG红表笔红表笔(+极极)接D极,黑表笔黑表笔(-极极)接S极:如果,二极体值高于1、200V以上。万用表调至“二极体档”。黑表笔黑表笔(-极极)接D极,红表笔红表笔(+极极)接S极:二极体值低于0、700V以下。则此MOS管 =为NMOS管。0、620V1、490V交换表笔:如果两次测量得结果相反。则 =为NMOS管。实 物判断沟道得方法已经介绍了,接下来简单谈下依据。MOS管(绝缘栅增强型)得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,也可以简单认为就是断开得。因此,G,D,S之间用二极体档测量时,应该就是两两都不相通。以上就是在没有考虑MOS管内部得寄生二极管得前提下得出得结论。而实际上,在测量判断沟道类型时,这个存在于DS极之间得体内二极极之间得体内二极管管(寄生二极管寄生二极管)才就是关键！才就是关键！换句话说,我们量得就就是这个寄生二极管寄生二极管。导通截止0、620V1、770V交换表笔:NMOSNMOS实 物3PIN脚得说过了,再来瞧瞧6PIN脚得MOS管(TSOP-6封装):由上一小节我们知道,只要知道MOS得第一脚PIN1,那我们就可以通过三极与PIN脚间得对应关系(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,之后才就是判断N沟道或P沟道得问题。接下来,我们就不妨先说说:在PIN1无法辨认得情况下,如何靠万用表判断三极。判断原则:6PIN中相通得中相通得4PIN就是就是D极极。之后,对照右上图确定出G极,S极。要么相通相通DDDDSG要么GSDDDD456123342516实 物G极,D极与S极知道后,N沟道P沟道得判断方法与前面还就是一样:1DDGDDS1DDGDDS1、850V0、530V交换表笔:=为NMOS管。实 物测量得二极体值相反时,为PMOS管:1DDGDDS1DDGDDS0、450V1、560V交换表笔:=为PMOS管。P-MOS(3)(4)(1,2,5,6)实 物 DFN封装与Ultra SO-8封装得MOS管因为外形独特,一眼即可辨认D极,其她两极也就好依从判断,用不着万用表。至于沟道类型得判断,方法与前面一样,就不再罗嗦了。让我们直接进入SO-8封装MOS管环节吧。还就是先来瞧瞧:MOS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:单边单边4PIN全通得就是全通得就是D极极。之后,对照下图确定出G极,S极。0、000V如果大家足够细心,根据MOS管有一边存在小小得倒角,仍然能确定PIN1。1PIN实 物 SO-8封装MOS管沟道类型得判断,方法与前面一样,不再详述。至于最后一种MOS管:SOT-363封装双MOS管因为它得对称性,只要正面朝向自己,无论怎样摆放,左下角都可以认为就是PIN1。1PIN1PIN 所以呀,在主板上更换这种MOS管时,完全不用担心装反得问题。即使装反了,一样可以正常使用。三极脚位好判断,沟道类型判断还就是与前面一样。实 物测量得注意事项测量得注意事项:以上都就是在MOS管没有被接入任何电路得情形下,进行得测量。如果MOS管在板时进行测量,测量得值会受到所在电路得影响,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极可能残留得静电电荷。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。我们这里测量用得就是数字万用表。(当调至“二极管档”时,红表笔就是正极(+),黑表笔就是负极(-)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,请注意测量得结果应该颠倒才对。实 物3 能测量出MOS管就是好就是坏吗？了解了前面那些内容,相信这个问题对大家来说已经不就是难事。下面呢,做个简单小结:将万用表调至将万用表调至“二极体档二极体档”,用表笔分别接触三个极用表笔分别接触三个极,测量两两之间得值测量两两之间得值,并交换位置。并交换位置。这样会有六种组合这样会有六种组合,测到测到6个值。个值。这其中只有这其中只有1个值会低于个值会低于0、700V以下以下(0、200V以上以上)。否则否则。=为良品良品=为不良品良品说说瞧说说瞧,该怎么做呢？不妨动手试一试！该怎么做呢？不妨动手试一试！实 物注意事项注意事项:除了49页提到过得注意事项之外,还请注意: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就是好得。有些MOS管短路很快就消失了,而有些则需要较长时间才恢复。这同样就是因为MOS管GS极间存在一定得极间电容,测量中引入得电压在上面残留。如果电压极性刚好符合MOS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极间电容上得电荷漏光或消散完后,DS间才会恢复截止状态。解决得办法就是:用表笔金属针头部分短接MOS管G极与S极,释放MOS管GS极间电容上残留得电荷。如果再次测量DS间仍然短路,才能判定MOS管短路了。答 案挑错游戏-答案:(第33页)画法错误画法错误挑错游戏-答案:(第33页)答 案中间衬底箭头中间衬底箭头与与S极短接极短接就是正确画法就是正确画法S极极G极极D极极G极极S极极D极极挑错游戏-答案:(第33页)答 案修改后画法修改后画法S极极G极极D极极G极极S极极D极极中间衬底箭头(不论方向朝里朝外)与S极相连就是正确画法。答 案挑错游戏-答案:(第34页)画法错误画法错误增强型MOS管中间为断续线。