VMOS场效应管

　　VMOS场效应管（VMOSFET）简称VMOS管或功率场效应管，其全称为V型槽MOS场效应管。它是继MOSFET之后新发展起来的高效、功率开关器件。它不仅继承了MOS场效应管输入阻抗高（≥108W）、驱动电流小（左右0.1μA左右），还具有耐压高（最高可耐压1200V）、工作电流大（1.5A～100A）、输出功率高（1～250W）、跨导的线性好、开关速度快等优良特性。正是由于它将电子管与功率晶体管之优点集于一身，因此在电压放大器（电压放大倍数可达数千倍）、功率放大器、开关电源和逆变器中正获得广泛应用。
　　众所周知，传统的MOS场效应管的栅极、源极和漏极大大致处于同一水平面的芯片上，其工作电流基本上是沿水平方向流动。VMOS管则不同，从左下图上可以看出其两大结构特点:第一，金属栅极采用V型槽结构；第二，具有垂直导电性。由于漏极是从芯片的背面引出，所以ID不是沿芯片水平流动，而是自重掺杂N+ 区（源极S）出发，经过P沟道流入轻掺杂N-漂移区，最后垂直向下到达漏极D。电流方向如图中箭头所示，因为流通截面积增大，所以能通过大电流。由于在栅极与芯片之间有二氧化硅绝缘层，因此它仍属于绝缘栅型MOS场效应管。
　　VMOS场效应管的检测方法
（1）．判定栅极G
　　将万用表拨至R×1k档分别测量三个管脚之间的电阻。若发现某脚与其它两脚的电阻均呈无穷大，并且交换表笔后仍为无穷大，则证明此脚为G极，因为它和另外两个管脚是绝缘的。
（2）．判定源极S、漏极D
        在源-漏之间有一个PN结，因此根据PN结正、反向电阻存在差异，可识别S极与D极。用交换表笔法测两次电阻，其中电阻值较低（一般为几千欧至十几千欧）的一次为正向电阻，此时黑表笔的是S极，红表笔接D极。
（3）．测量漏-源通态电阻RDS（on）
    将G-S极短路，选择万用表的R×1档，黑表笔接S极，红表笔接D极，阻值应为几欧至十几欧。
由于测试条件不同，测出的RDS（on）值比手册中给出的典型值要高一些。例如用500型万用表R×1档实测一只IRFPC50型VMOS管，RDS（on）=3.2W，大于0.58W（典型值）。
（4）．检查跨导
　　 将万用表置于R×1k（或R×100）档，红表笔接S极，黑表笔接D极，手持螺丝刀去碰触栅极，表针应有明显偏转，偏转愈大，管子的跨导愈高。
注意事项：
（1）VMOS管亦分N沟道管与P沟道管，但绝大多数产品属于N沟道管。对于P沟道管，测量时应交换表笔的位置。
（2）有少数VMOS管在G-S之间并有保护二极管，本检测方法中的1、2项不再适用。
（3）目前市场上还有一种VMOS管功率模块，专供交流电机调速器、逆变器使用。例如美国IR公司生产的IRFT001型模块，内部有N沟道、P沟道管各三只，构成三相桥式结构。
（4）现在市售VNF系列（N沟道）产品，是美国Supertex公司生产的超高频功率场效应管，其最高工作频率fp=120MHz，IDSM=1A，PDM=30W，共源小信号低频跨导gm=2000μS。适用于高速开关电路和广播、通信设备中。
（5）使用VMOS管时必须加合适的散热器后。以VNF306为例，该管子加装140×140×4（mm）的散热器后，最大功率才能达到30W
七、场效应管与晶体管的比较
（1）场效应管是电压控制元件，而晶体管是电流控制元件。在只允许从信号源取较少电流的情况下，应选用场效应管；而在信号电压较低，又允许从信号源取较多电流的条件下，应选用晶体管。
（2）场效应管是利用多数载流子导电，所以称之为单极型器件，而晶体管是即有多数载流子，也利用少数载流子导电。被称之为双极型器件。
（3）有些场效应管的源极和漏极可以互换使用，栅压也可正可负，灵活性比晶体管好。
（4）场效应管能在很小电流和很低电压的条件下工作，而且它的制造工艺可以很方便地把很多场效应管集成在一块硅片上，因此场效应管在大规模集成电路中得到了广泛的应用
为了防止场效应管栅极感应击穿，要求一切测试仪器、工作台、电烙铁、线路本身都必须有良好的接地；管脚在焊接时，先焊源极；在连入电路之前，管的全部引线端保持互相短接状态，焊接完后才把短接材料去掉；从元器件架上取下管时，应以适当的方式确保人体接地如采用接地环等；当然，如果能采用先进的气热型电烙铁，焊接场效应管是比较方便的，并且确保安全；在未关断电源时，绝对不可以把管插人电路或从电路中拔出。以上安全措施在使用场效应管时必须注意。

场效应管 FET

普通晶体管为电流控制器件，有NPN、PNP两种结构，导电特性是相反的，NPN管为电子导电，PNP管为空穴导电。因此，称有这两种导电极性的晶体管为双极（Bipolar）型晶体管。场效应管的导电沟道虽也有N沟道P沟通道之分，但均为电子导电，故常称为单极（Unipolar）型晶体管。

场效应管为电压控制器件，输入端电压在栅极产生静电场控制输出电流因而得名。场效应管的英文名称是Field Effect Transistor，常以字头FET表示。FET的结构为一个PN结组成的导电沟道和栅极控制部分，尽管内部结构的区别种类很多，特性也不相同，但是都是通过输入电压建立的电场而控制输出电流的，因而具有相同的高输入阻抗、电压控制特性和导电沟道负温度系数特性。由于无需驱动电流、无二击穿现象以及沟道导电的自动均流等特性，所以在电子、电工中大功率高频率应用中日益广泛。

所有不同种类的场效应管均系沟道导电，导电沟道内无多数载流子存储效应，因而频率特性较好。

目前开发的绝缘栅场效应管中普遍采用金属氧化物绝缘，称之金属氧化物绝缘栅场效应管，即Metal Oxide Semi-Conductor，简称MOS FET。MOS FET虽也有耗尽型、增强型之分，但目前应用最广泛的MOS FET均为增强型，在音响功放中采用大功率MOS FET是目前功放的发展趋势。

历年来，在电流控制双极型晶体管的应用中，逐级电流放大，驱动功率也逐级增大，使电路结构变得复杂。以音响放大器为例，当输出级采用双级型晶体管时，输出级功率输出是建立在低负载阻抗上之大电流，以致输入阻抗降低，驱动电流增大。为了达到完全的驱动，必须在输出级之前加入多级达林顿连接的驱动电路，逐级提高驱动电流，同时提高输入阻抗，以使电压放大器满足驱动要求。

多级放大器不仅使电路复杂化，且相位移、失真也增大。如果输出级采用MOS FET，无论输出管漏极电流有多大，输入阻抗恒为高阻抗，只要有特定的驱动电流即可使漏极电流产生足够的变量，在此过程中输入电路并无驱动电流。这就使得MOS FET输出级的驱动放大器变得十分简单。
  场效应管可使放大器的放音音质柔和、清晰、细致，具有胆机音质特征；而且漏极电流大的时候具有负的温度系数，不会发生热击穿