mos管简介，mos管的作用和工作原理

MOS管学名是场效应管，是一种金属氧化物半导体场效应管，属绝缘栅型。在这篇文章中，我们将用工程师的话简要解释其结构、特点和实际电路。

其结构图：

描述1：通道

上图中，下部P型中间的细条是连接左右两个P型极的通道，因此MOS管在旋转时具有电阻特性。因此，其重要参数之一是导通电阻。 MOS管必须知道这个参数是否符合它的要求。

说明2：n型

上图显示的是p型MOS管，但是根据这个图就可以理解n型了。这也可以逆转。因此，不难理解，对n型的栅极施加正电压就会导通，对p型则相反。

描述3：增强型

与耗尽模式相比，增强模式通过“加厚”导电沟道的厚度来进行传导，如图所示。栅极电压越低，当栅极电压达到阈值时，p型源极和漏极中的正离子离中心越近，n型衬底中的负离子离栅极越远。或压力下，p型自由正离子结合形成通道。这就是如图所示的效果。因此，很容易理解，栅极电压需要稍低才能导通，但电压越低，沟道越厚，导通电阻越低。这也是因为电场强度与距离的平方成正比，因此如果电场强到一定程度，由于电压降而导致的沟道增厚变得不那么明显。 “屈服于”n 型负离子。在耗尽型中，预先形成导电层，并通过使栅极变厚或变薄来控制源极和漏极之间的导通。但这种管材一般不生产，市场上也很少出现。所以通常我们谈论MOS管时，都会默认增强型。

解释4：对称性

照片的左右两侧是对称的。那么问题来了：我们如何区分源极和漏极？事实上，原则上，源极和漏极确实是对称且无法区分的。然而，在实际应用中，制造商通常会在源极和漏极之间连接一个二极管来进行保护。这样就固定了封装的实用性。我老师年轻的时候用的是mos管，没有二极管。由于它们因静电而非常脆弱，因此通常将它们放置在铁罐中，源极和漏极随意连接。

说明5：金属氧化膜

如图所示，这个薄膜是绝缘的，用于电气隔离，所以栅极只能形成电场，不能通过直流电，所以是通过电压来控制的。在直流电中，栅极、源极和漏极都是开路。不难理解，薄膜越薄，场效应越好，门槛电压越小，相同栅压下的导通能力越强。缺点是拆卸较容易，工艺难度较大，价格较贵。比如导通电阻是欧姆级别的，可以买一颗，但如果2402是10毫欧级别的，就要2元多了（批量购买，零售价4元左右）。

说明6：与真品的差异

上图只是示意图；实际元件中，在源极和漏极之间添加了一个保护二极管以区分它们。实际零件中，p型管的情况下，板子接正电源，栅极已经处于比较负的电压，所以p型管的情况下，不需要没有向栅极施加负电压。可以通过接地来保证连续性。严格来说，这相当于提前形成了一条无法导电的通道。它的优点是显而易见的：施加时会留下负电压。

说明7：寄生电容

上图中的栅极通过金属氧化物和基板形成电容器。 MOS质量越高，膜越薄，MOS管的寄生电容往往达到nF级别。该参数是选择MOS管时最重要的参数之一，必须明确考虑。 Mos管用于控制大电流的通断，往往需要几十K或M的开关频率。在本应用中，栅极信号具有交流特性，频率越高，交流分量越大。寄生电容可以通过交流电。电流的形式通过栅极电流，形成栅极电流。消耗的电能和产生的热量不容忽视，可能成为一个主要问题。这也是为什么需要强大的栅极驱动来追求高速的原因。请尝试想象一下。微弱的驱动信号瞬间变为高电平，但“填满”寄生电容需要时间，这会减慢上升沿，对开关频率构成重大威胁，直至不再起作用。

说明8：如何使用缩放区域

Mos管也可用于放大领域，非常常见。由于MOS管的特性，当沟道处于通过和不通过状态时，米勒电流源、运算放大器、反馈控制等工作在放大区。对于，栅极电压直接影响沟道电导率，产生一定的线性关系。由于栅极与源极和漏极隔离，因此其输入阻抗可以认为是无穷大。自然地，随着频率的增加，阻抗变得越来越小，在某些频率下它已经不能被忽略了。这种高阻抗特性在运算放大器中得到了广泛的应用，基于运算放大器分析中的两个重要原理：虚连接和虚断开。这不能与三极管相比。

解释9：发烧的原因

Mos管发热的主要原因之一是寄生电容频繁导通和截止，呈现交流特性，具有阻抗和电流流动。如果有电流，就会产生热量，但如果没有电场类型，就不会产生电流。另一个原因是，当栅极电压缓慢上升时，导通状态从关断到导通要“经过”一个临界点，此时导通电阻很大，发热也比较严重。第三个问题是导通后，沟道中有电阻，主电流流过，从而产生热量。关于发热的主要考虑因素是第1 点和第3 点。许多MOS 管都有防止结温过高的保护措施。所谓结温就是金属氧化层下方沟道区的温度，一般为150。超过这个温度，MOS管将不再能够导通。当温度下降时它会恢复。请注意此保护状态的影响。

希望以上的讲解能够帮助大家对MOS管有一个大概的了解。我们来谈谈一些常规电路。

1：pmos申请

一般用于管理电源的开/关，如果门为低电平，则完全打开，如果门为高电平，则完全切断。此外，栅极可以升高高于电源的电压。这意味着5V 信号可用于管理3V 电源上的开关。这个原理也适用于电平转换。

2：nmos管的应用

通常用于管理电路是否接地。门极为高电平时导通并接地，低电平时截止。当然，你也可以用负电压切断栅极，但这个优点没有意义。由于栅极是隔离的，因此其高电平可以高于其控制的电源。因此，您可以使用5V 信号来控制3V 系统中的某个位置是否接地。这个原理也适用于电平转换。

3：应用放大区域

这适用于放大领域，需要大量专业知识，就像运算放大器一样，因此我们在这里不详细讨论。常用作镜像电流源、电流反馈、电压反馈等。对于运放集成应用，您实际上不需要关注它。大家都在做，看数据手册就可以了，不需要考虑由于MOS管方式造成的导通电阻或者寄生电容。

MOS管基础知识

目前高清电视、液晶电视、等离子电视的开关电源除了采用PFC技术外，各个部件的开关管均采用高性能MOS管代替传统的高输出晶体管，整体机器效率和可靠性得到提高，故障率显着降低。由于MOS管和大功率晶体管具有根本不同的结构和特性，其驱动电路在应用上比晶体管复杂，给维护人员分析电路和故障带来困难。针对这个问题，我们简单介绍一下MOS管及其应用电路，以满足维修人员的需求。

1、什么是MOS管？

MOS管的正式英文名称是MOSFET（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor），即金属氧化物半导体场效应管，属于绝缘栅型场效应管。因此，MOS管有时也称为绝缘栅场效应管。在一般电子电路中，MOS管常用于放大电路和开关电路。

1、MOS管结构；

在轻掺杂的P型半导体硅衬底上，采用半导体光刻和扩散工艺制造两个高掺杂的N+区域，并采用金属铝作为漏极D和源极2引出两个电极。每个电极。然后，漏极和源极之间的P型半导体的表面覆盖有非常薄的二氧化硅(SiO2)绝缘膜，并且在该绝缘膜上放置铝电极作为栅极G。这就构成了N沟道（NPN型）增强型MOS管。显然，该栅极与其他电极隔离。如图1-1所示，A为其结构图，B为其代表符号。

另外，采用与上述相同的方法，利用半导体光刻和扩散工艺在轻掺杂的N型半导体硅衬底上形成两个高掺杂的P+区域，并采用与上述类似的栅极制造工艺。 P-使用。沟道（PNP型）增强型MOS管。图1-2中，A为P沟道MOS的流水线配置图，B为代表符号。

图1-1-A 图1-1-B

图1-2-A 图1-2-B

2、MOS管工作原理：图1-3为N沟道MOS管工作原理图。

图1-3-A

图1-3-B

从图1-3-A中可以看出，增强型MOS管的漏极D和源极S之间有两个连续的PN结。当栅源电压VGS=0时，即使施加漏源电压VDS，也始终存在反向偏置的PN结，并且漏源之间不存在导电沟道（电流不流动）。因此，此时漏极电流ID0。

此时，如图1-3-B所示，当栅极和源极之间施加正向电压，即VGS>0时，在栅极和源极之间的SiO2绝缘层中会产生指向P的栅极马苏。由于氧化层是绝缘的，加在栅极上的电压VGS不能形成电流，氧化层两侧形成电容，电容被充电并形成电场。随着VGS逐渐增大，受到正栅极电压的吸引，当VGS变得高于导通电压时，大量电子聚集在电容器的另一侧，形成从漏极到源极的N型导电沟道。 VT（一般约为2V）是N沟道管开始导通、沟道开始形成导通电压时的栅源电压，通常表示为VT。控制栅极电压VGS的大小改变电场强度，可以达到控制漏极电流ID大小的目的。这也是MOS管的一个重要特点，它是利用电场来控制电流的。也称为场效应管。

MOS管的特点3.

从上面MOS管的工作原理我们可以看出，由于SiO2绝缘层的存在，MOS管的栅极G和源极S是绝缘的。栅极G和源极S之间等效有一个电容。电压VGS 产生电场，导致源极-漏极电流。漏极电流的大小由此时的栅极电压VGS决定，通过控制栅极电压VGS的大小，可以控制漏极电流ID的大小。由此得出以下结论：

1）MOS管是通过改变电压来控制电流的器件，因此属于电压器件。

2）MOS管线的输入特性是容性的，因此输入阻抗很高。

4、MOS管电压极性及符号约定。

图1-4-A 显示了N 沟道MOS 晶体管的符号。图中，D代表漏极，S代表源极，G代表栅极。向内的箭头表示N沟道MOS管，向外的箭头表示P沟道MOS管。

在MOS管的实际制造过程中，出厂前基板和源极是连接好的，所以由于符号规则，指示基板的箭头也必须连接到源极，以便区分漏极和源极。图1-5-A是P沟道MOS晶体管的符号。

MOS管所加电压的极性与普通晶体管相同，漏极D接正极，源极S接N沟道负极。如图1-4-B所示，当栅极G变为正电压时，导电沟道建立，MOS管开始工作。同样的P沟道类似于PNP晶体管。漏极D接负极，源极S接正极，当栅极G为负电压时，建立导通沟道，建立P沟道。通道MOS晶体管开始工作，如图1-5-B所示。

图1-4-A N沟道MOS管符号

图1-4-B N沟道MOS管电压极性与板连接

图1-5-A P沟道MOS管符号

图1-5-B P沟道MOS管电压极性与板连接

5、MOS管相对于晶体管的重要特性；

1）。场效应晶体管的源极S、栅极G、漏极D分别对应三极管的发射极e、基极b、集电极c。图1-6-A 显示了N 沟道MOS。真空管与NPN晶体管的引脚对应图如图1-6-B所示。

图1-6-A 图1-6-B

2）。场效应晶体管是压控电流器件，ID由VGS控制。普通晶体管是电流控制的电流器件，IC是由IB控制的。 MOS管道放大系数是栅极电压变化1伏时，漏极电流变化多少安培（跨导gm）。晶体管有一个电流放大系数（），当基极电流变化1毫安时，集电极电流也随之变化。

3）。场效应晶体管的栅极与其他电极绝缘，并且不产生电流，尽管基极电流IB决定晶体管工作期间的集电极电流IC。因此，场效应晶体管的输入电阻比三极管高得多。

四）。在场效应管中，只有多数载流子参与导电，但在晶体管中，有多数载流子和少数载流子两种载流子参与导电。少数载流子的浓度受温度、辐射等因素影响较大。效应器比三极管具有更好的温度稳定性。

五）。如果场效应晶体管的源极不与衬底连接，即使交换源极和漏极，其特性也几乎不会改变，但如果交换三极管的集电极和发射极，特性将发生显着变化。 b 值显着减小。

6).场效应晶体管的噪声因数很低，因此宜用于低噪声放大器电路和需要高信噪比的电路的输入级。

7).场效应晶体管和普通晶体管都可以用来构造各种放大和开关电路，但场效应晶体管的制造工艺更简单，并且具有普通晶体管所不具备的优越特性，因此可以广泛应用于在许多电路和应用中它们逐渐被晶体管取代。场效应晶体管广泛应用于当今的大规模和超大规模集成电路中。

6、开关电源电路中，大功率MOS管、大功率三极管优于MOS管。

1）高输入阻抗和低驱动功率：栅极和源极之间有二氧化硅（SiO2）绝缘层，因此栅极和源极之间的直流电阻基本上是SiO2绝缘电阻，通常在100M左右。交流输入阻抗基本上是输入电容器的容抗。由于输入阻抗高，激励信号无压降，只要有电压就可以驱动，因此驱动功率极低（灵敏度高）。典型的晶体管具有基极电压Vb并且必须产生基极电流Ib来驱动集电极电流。驱动晶体管需要功率(Vb x Ib)。

2）开关速度快：MOSFET的开关速度很大程度上与输入电容特性有关，但当用作开关时，开关速度变慢。加快驱动电路的开关速度（输入由下面描述的“灌注电路”驱动，加快了电容充电和放电时间）。由于MOSFET仅依靠多载流子导电，并且没有少数载流子积累效应，因此关断过程非常快，开关时间为10-100ns，工作频率可能超过普通晶体管的100kHz。由于少数载流子的积累效应，开关总是存在迟滞，影响开关速度的提高（目前采用MOS管的开关电源工作频率可以轻松达到100K/S~150K/S，但这无法想象与普通高速电源） – 功率晶体管）。

3）无二次击穿；正常功率晶体管存在集电极电流随温度升高而增大的现象（正温度-电流特性），并且随着集电极电流增大，温度进一步升高。温度进一步升高，导致集电极电流进一步升高，形成恶性循环。存在一个问题，晶体管的耐压VCEO随着管温的升高而逐渐降低，管温继续升高，最终导致晶体管的毁坏。电视机开关功率管和行输出的破坏性热电击穿现象占管子损坏率的95%，也称为二次击穿现象。 MOS管具有与普通晶体管相反的温度-电流特性。也就是说，随着管子温度（或环境温度）升高，沟道电流IDS减小。例如，对于IDS=10A的MOS FET开关，如果VGS控制电压不变，当芯片温度升高到1000C时，IDS将下降到2A。通道电流IDS的温度-电流特性降低，防止恶性循环和热损坏。也就是说，用MOS管不会出现二次击穿现象，而且自从电视使用开关电源以来，用MOS管作为开关管，大大降低了开关管的破损率。另一个很好的证明是，替代传统普通晶体管的MOS管和开关管的损坏率明显降低。

4）MOS管导通后，其导电特性为纯阻性。

普通晶体三极管处于饱和导通状态，具有很低的压降，称为饱和压降。电阻虽然阻值很小，但这个等效电阻是非线性电阻（电阻两端的电压和流过电阻的电流不遵循欧姆定律），而MOS管作为开关管，具有很小的电阻值。同样是一个有阻值的A电阻，但是这个电阻对应的是电阻的阻值、其两端的电压降、以及流过其的电流之间的关系。根据欧姆定律，电流越大，电压降越大，电流越小，电压降越小，因此可以使用导通后的线性元件。将这两个电阻并联会产生自动电流平衡效果，因此M.O.

S管在一个管子功率不够的时候，可以多管并联应用，且不必另外增加平衡措施（非线性器件是不能直接并联应用的）。
MOS管和普通的晶体三极管相比，有以上四项优点，就足以使MOS管在开关运用状态下完全取代普通的晶体三极管。目前的技术MOS管道VDS能做到1000V，只能作为开关电源的开关管应用，随着制造工艺的不断进步，VDS的不断提高，取代显像管电视机的行输出管也是近期能实现的。
二、灌流电路
1、MOS管作为开关管应用的特殊驱动电路；灌流电路
MOS管和普通晶体三极管相比，有诸多的优点，但是在作为大功率开关管应用时，由于MOS管具有的容性输入特性，MOS管的输入端，等于是一个小电容器，输入的开关激励信号，实际上是在对这个电容进行反复的充电、放电的过程，在充放电的过程中，使MOS管道导通和关闭产生了滞后，使“开”与“关”的过程变慢，这是开关元件不能允许的（功耗增加，烧坏开关管），如图所示，在图2-1中 A方波为输入端的激励波形，电阻R为激励信号内阻，电容C为MOS管输入端等效电容，激励波形A加到输入端是对等效电容C的充放电作用，使输入端实际的电
图2-1
压波形变成B的畸变波形，导致开关管不能正常开关工作而损坏，解决的方法就是，只要R足够的小，甚至没有阻值，激励信号能提供足够的电流，就能使等效电容迅速的充电、放电，这样MOS开关管就能迅速的“开”、“关”，保证了正常工作。由于激励信号是有内阻的，信号的激励电流也是有限度，我们在作为开关管的MOS管的输入部分，增加一个减少内阻、增加激励电流的“灌流电路”来解决此问题，如图2-2所示。
图2-2
在图2-2中；在作为开关应用的MOS管Q3的栅极S和激励信号之间增加Q1、Q2两只开关管，此两只管均为普通的晶体三极管，两只管接成串联连接，Q1为NPN型Q2为PNP型，基极连接在一起（实际上是一个PNP、NPN互补的射极跟随器），两只管等效是两只在方波激励信号控制下轮流导通的开关，如图2-2-A、图2-2-B
当激励方波信号的正半周来到时；晶体三极管Q1（NPN）导通、Q2（PNP）截止，VCC经过Q1导通对MOS开关管Q3的栅极充电，由于Q1是饱和导通，VCC等效是直接加到MOS管Q3的栅极，瞬间充电电流极大，充电时间极短，保证了MOS开关管Q3的迅速的“开”，如图2-2-A所示（图2-2-A和图2-2-B中的电容C为MOS管栅极S的等效电容）。
当激励方波信号的负半周来到时；晶体三极管Q1（NPN）截止、Q2（PNP）导通，MOS开关管Q3的栅极所充的电荷，经过Q2迅速放电，由于Q2是饱和导通，放电时间极短，保证了MOS开关管Q3的迅速的“关”，如图2-2-B所示。
图2-2-A-B
由于MOS管在制造工艺上栅极S的引线的电流容量有一定的限度，所以在Q1在饱和导通时VCC对MOS管栅极S的瞬时充电电流巨大，极易损坏MOS管的输入端，为了保护MOS管的安全，在具体的电路中必须采取措施限制瞬时充电的电流值，在栅极充电的电路中串接一个适当的充电限流电阻R，如图2-3-A所示。充电限流电阻R的阻值的选取；要根据MOS管的输入电容的大小，激励脉冲的频率及灌流电路的VCC（VCC一般为12V）的大小决定一般在数十姆欧到一百欧姆之间。
图2-3-A
图2-3-B
由于充电限流电阻的增加，使在激励方波负半周时Q2导通时放电的速度受到限制（充电时是VCC产生电流，放电时是栅极所充的电压VGS产生电流，VGS远远小于VCC,R的存在大大的降低了放电的速率）使MOS管的开关特性变坏，为了使R阻值在放电时不影响迅速放电的速率，在充电限流电阻R上并联一个形成放电通路的二极管D，图2-3-B所示。此二极管在放电时导通，在充电时反偏截止。这样增加了充电限流电阻和放电二极管后，既保证了MOS管的安全，又保证了MOS管，“开”与“关”的迅速动作。
2、另一种灌流电路
灌流电路的另外一种形式，对于某些功率较小的开关电源上采用的MOS管往往采用了图2-4-A的电路方式。
图2-4-A
图2-4-B
图中 D为充电二极管，Q为放电三极管（PNP）。工作过程是这样，当激励方波正半周时，D导通，对MOS管输入端等效电容充电(此时Q截止)，在当激励方波负半周时，D截止，Q导通，MOS管栅极S所充电荷，通过Q放电，MOS管完成“开”与“关”的动作，如图2-4-B所示。此电路由激励信号直接“灌流”，激励信号源要求内阻较低。该电路一般应用在功率较小的开关电源上。
3、MOS管开关应用必须设置泄放电阻；
MOS管在开关状态工作时；Q1、Q2是轮流导通，MOS管栅极是在反复充电、放电的状态，如果在此时关闭电源，MOS管的栅极就有两种状态；一个状态是；放电状态，栅极等效电容没有电荷存储，一个状态是；充电状态，栅极等效电容正好处于电荷充满状态，图2-5-A所示。虽然电源切断，此时Q1、Q2也都处于断开状态，电荷没有释放的回路，MOS管栅极的电场仍然存在（能保持很长时间），建立导电沟道的条件并没有消失。这样在再次开机瞬间，由于激励信号还没有建立，而开机瞬间MOS管的漏极电源(VDS)随机提供,在导电沟道的作用下，MOS管即刻产生不受控的巨大漏极电流ID，引起MOS管烧坏。为了避免此现象产生，在MOS管的栅极对源极并接一只泄放电阻R1，如图2-5-B所示，关机后栅极存储的电荷通过R1迅速释放，此电阻的阻值不可太大，以保证电荷的迅速释放，一般在5K～数10K左右。
图2-5-A
图2-5-B
灌流电路主要是针对MOS管在作为开关管运用时其容性的输入特性，引起“开”、“关”动作滞后而设置的电路，当MOS管作为其他用途；例如线性放大等应用，就没有必要设置灌流电路。
三、大功率MOS管开关电路。实例应用电路分析
初步的了解了以上的关于MOS管的一些知识后，一般的就可以简单的分析，采用MOS管开关电源的电路了。
1、三星等离子V2屏开关电源PFC部分激励电路分析；
图3-1所示是三星V2屏开关电源，PFC电源部分电原理图，图3-2所示是其等效电路框图。
图3-1
图3-2
图3-1所示；是三星V2屏等离子开关电源的PFC激励部分。从图中可以看出；这是一个并联开关电源L1是储能电感，D10是这个开关电源的整流二极管，Q1、Q2是开关管，为了保证PFC开关电源有足够的功率输出，采用了两只MOS管Q1、Q2并联应用（图3-2所示；是该并联开关电源等效电路图，图中可以看出该并联开关电源是加在整流桥堆和滤波电容C5之间的），图中Q3、Q4是灌流激励管，Q3、Q4的基极输入开关激励信号， VCC-S-R是Q3、Q4的VCC供电(22.5V)。两只开关管Q1、Q2的栅极分别有各自的充电限流电阻和放电二极管，R16是Q2的在激烈信号为正半周时的对Q2栅极等效电容充电的限流电阻，D7是Q2在激烈信号为负半周时的Q2栅极等效电容放电的放电二极管，同样R14、D6则是Q1的充电限流电阻和放电的放电二极管。R17和R18是Q1和Q2的关机栅极电荷泄放电阻。D9是开机瞬间浪涌电流分流二极管。
2、三星等离子V4屏开关电源PFC部分激励电路分析；
图3-3所示；是三星V4屏开关电源PFC激励部分电原理图，可以看出该V4屏电路激励部分原理相同于V2屏。只是在每一只大功率MOS开关管的栅极泄放电阻（R209、R206）上又并联了过压保护二极管；ZD202、ZD201及ZD204、ZD203
图3-3
3、海信液晶开关电源PFC部分激励电路分析，图3-4所示；
海信液晶电视32寸～46寸均采用该开关电源，电源采用了复合集成电路SMA—E1017（PFC和PWM共用一块复合激励集成电路），同样该PFC开关电源部分也是一个并联的开关电源，图3-4所示。TE001是储能电感、DE004是开关电源的整流管、QE001、QE002是两只并联的大功率MOS开关管。该集成电路的PFCOUTPUT端子是激励输出，，RE008、RE009、RE010、VE001、DE002、RE011、DE003组成QE001和QE002的灌流电路。
图3-4
灌流电路的等效电路如图3-5所示，从图中，可以清晰的看出该灌流电路的原理及各个元件的作用。
从等效电路图来分析，集成电路的激励输出端（PFCOUTPUT端子），输出方波的正半周时DE002导通，经过RE008、RE010对MOS开关管QE001和QE002的栅极充电，当激励端为负半周时，DE002截止，由于晶体三极管VE001是PNP型，负半周信号致使VE001导通，此时；QE001和QE002的栅极所充电荷经过VE001放电，MOS管完成“开”、“关”周期的工作。从图3-5的分析中，RE011作用是充电的限流电阻，而在放电时由于VE001的存在和导通，已经建立了放电的回路，DE003的作用是加速VE001的导通，开关管关闭更加迅速。
图3-4所示原理图是PFC开关电源及PWM开关电源的电原理图，该电路中的集成电路MSA-E1017是把PFC部分的激励控制和PWM部分激励控制复合在一块集成电路中，图3-6是原理框图，图中的QE003及TE002是PWM开关电源的开关管及开关变压器，RE050是QE003的充电限流电阻、DE020是其放电二极管。
图3-5
图3-6
四、MOS管的防静电保护
MOS管是属于绝缘栅场效应管，栅极是无直流通路，输入阻抗极高，极易引起静电荷聚集，产生较高的电压将栅极和源极之间的绝缘层击穿。早期生产的MOS管大都没有防静电的措施，所以在保管及应用上要非常小心，特别是功率较小的MOS管，由于功率较小的MOS管输入电容比较小，接触到静电时产生的电压较高，容易引起静电击穿。而近期的增强型大功率MOS管则有比较大的区别，首先由于功能较大输入电容也比较大，这样接触到静电就有一个充电的过程，产生的电压较小，引起击穿的可能较小，再者现在的大功率MOS管在内部的栅极和源极有一个保护的稳压管DZ（图4-1所示）,把静电嵌位于保护稳压二极管的稳压值以下，有效的保护了栅极和源极的绝缘层，不同功率、不同型号的MOS管其保护稳压二极管的稳压值是不同的。虽然MOS管内部有了保护措施，我们操作时也应按照防静电的操作规程进行，这是一个合格的维修员应该具备的。
图4-1
五、MOS管的检测与代换：
在修理电视机及电器设备时，会遇到各种元器件的损坏，MOS管也在其中，这就是我们的维修人员如何利用常用的万用表来判断MOS管的好坏、优劣。在更换MOS管是如果没有相同厂家及相同型号时，如何代换的问题。
1、MOS管的测试：
作为一般的电器电视机维修人员在测量晶体三极管或二极管时，一般是采用普通的万用表来判断三极管或者二极管的好坏，虽然对所判断的三极管或二极管的电气参数没法确认，但是只要方法正确对于确认晶体三极管的“好”与“坏”还是没有问题的。同样MOS管也可以应用万用表来判断其“好”与“坏”,从一般的维修来说，也可以满足需求了。
检测必须采用指针式万用表（数字表是不适宜测量半导体器件的）。对于功率型MOSFET开关管都属N沟道增强型，各生产厂的产品也几乎都采用相同的TO-220F封装形式（指用于开关电源中功率为50—200W的场效应开关管），其三个电极排列也一致，即将三只引脚向下，打印型号面向自巳，左侧引脚为栅极，右测引脚为源极，中间引脚为漏极如图5-1所示。

图5-1
1）万用表及相关的准备：
首先在测量前应该会使用万用表，特别是欧姆档的应用，要了解欧姆挡才会正确应用欧姆挡来测量晶体三极管及MOS管（现在很多的从事修理人员，不会使用万用表，特别是万用表的欧姆挡，这绝不是危言耸听，问问他？他知道欧姆挡的R×1 R×10 R×100 R×1K R×10K，在表笔短路时，流过表笔的电流分别有多大吗？这个电流就是流过被测元件的电流。他知道欧姆挡在表笔开路时表笔两端的电压有多大吗？这就是在测量时被测元件在测量时所承受的电压）关于正确使用万用表欧姆挡的问题，可以参阅可以参阅“您会用万用表的欧姆挡测量二极管、三极管吗？”“可以参阅本博客“您会用万用表的欧姆挡测量二极管、三极管吗？”一文，因篇幅问题这里不再赘述。
用万用表的欧姆挡的欧姆中心刻度不能太大，最好小于12Ω（500型表为12Ω），这样在R×1挡可以有较大的电流，对于PN结的正向特性判断比较准确。万用表R×10K挡内部的电池最好大于9V，这样在测量PN结反相漏电流时比较准确，否则漏电也测不出来。

图5-2
现在由于生产工艺的进步，出厂的筛选、检测都很严格，我们一般判断只要判断MOS管不漏电、不击穿短路、内部不断路、能放大就可以了，方法极为简单：
采用万用表的R×10K挡；R×10K挡内部的电池一般是9V加1.5V达到10.5V这个电压一般判断PN结点反相漏电是够了，万用表的红表笔是负电位（接内部电池的负极），万用表的黑表笔是正电位（接内部电池的正极），图5-2所示。
2）测试步骤
把红表笔接到MOS管的源极S；把黑表笔接到MOS管的漏极D，此时表针指示应该为无穷大，如图5-3所示。如果有欧姆指数，说明被测管有漏电现象，此管不能用。

图5-3
保持上述状态；此时用一只100K～200K电阻连接于栅极和漏极，如图5-4所示；这时表针指示欧姆数应该越小越好，一般能指示到0欧姆，这时是正电荷通过100K电阻对MOS管的栅极充电，产生栅极电场，由于电场产生导致导电沟道致使漏极和源极导通，所以万用表指针偏转，偏转的角度大（欧姆指数小）证明放电性能好。

图5-4
此时在图5-4的状态；再把连接的电阻移开，这时万用表的指针仍然应该是MOS管导通的指数不变，如图5-5所示。虽然电阻拿开，但是因为电阻对栅极所充的电荷并没有消失，栅极电场继续维持，内部导电沟道仍然保持，这就是绝缘栅型MOS管的特点。如果电阻拿开表针会慢慢的逐步的退回到高阻甚至退回到无穷大，要考虑该被测管栅极漏电。

图5-5
这时用一根导线，连接被测管的栅极和源极，万用表的指针立即返回到无穷大，如图5-6所示。导线的连接使被测MOS管，栅极电荷释放，内部电场消失；导电沟道也消失，所以漏极和源极之间电阻又变成无穷大。

图5-6
2、MOS管的更换
在修理电视机及各种电器设备时，遇到元器件损坏应该采用相同型号的元件进行更换。但是，有时相同的元件手边没有，就要采用其他型号的进行代换，这样就要考虑到各方面的性能、参数、外形尺寸等，例如电视的里面的行输出管，只要考虑耐压、电流、功率一般是可以进行代换的（行输出管外观尺寸几乎相同），而且功率往往大一些更好。对于MOS管代换虽然也是这一原则，最好是原型号的最好，特别是不要追求功率要大一些，因为功率大；输入电容就大，换了后和激励电路就不匹配了，激励灌流电路的充电限流电阻的阻值的大小和MOS管的输入电容是有关系的，选用功率大的尽管容量大了，但输入电容也就大了，激励电路的配合就不好了，这反而会使MOS管的开、关性能变坏。所示代换不同型号的MOS管，要考虑到其输入电容这一参数。例如有一款42寸液晶电视的背光高压板损坏，经过检查是内部的大功率MOS管损坏，因为无原型号的代换，就选用了一个，电压、电流、功率均不小于原来的MOS管替换，结果是背光管出现连续的闪烁（启动困难），最后还是换上原来一样型号的才解决问题。
检测到MOS管损坏后，更换时其周边的灌流电路的元件也必须全部更换，因为该MOS管的损坏也可能是灌流电路元件的欠佳引起MOS管损坏。即便是MOS管本身原因损坏，在MOS管击穿的瞬间，灌流电路元件也受到伤害，也应该更换。就像我们有很多高明的维修师傅在修理A3开关电源时；只要发现开关管击穿，就也把前面的2SC3807激励管一起更换一样道理（尽管2SC3807管，用万用表测量是好的）。
另外 “工欲善其事必先利其器”准备一本MOS管手册、一块好的万用表（欧姆挡中心刻度12欧或更小）、一套好的工具是必须的。
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