vmos管是什么-vmos管工作原理、检测方法、特性与注意事项详解

vmos管是什么，vmos管全称V-groove metal-oxide semiconductor，或功率场效应管，其全称为V型槽MOS场效应管。

vmos管是什么，工作原理是什么

VMOS功率场管的外形和内部结构示意图如图1所示，图1(b)为P沟道VMOS管栅极做成V形槽状，使得栅极表面和氧化膜表面的面积较大，有利于大电流控制，栅极仍然与漏、源极是绝缘的，因此VMOS管也是绝缘栅场效应管。漏极D从芯片上引出。与MOS管比较，—是源极与两极的面积大，二是垂直导电(Mos管是沿表面水平导电)，二者决定了VMOS管的漏极电流ID比MOS管大。电流ID的流向为：从重掺杂M+型区源极出发，通过P沟道进入轻掺杂N-漂移区，然后到达漏极。这种管于的耐压高、功率大，被广泛用于放大器、开关电源和逆变器中，使用时要注意加装散热器，以免烧杯管子。

vmos管是什么，根据结构的不同，vmos管分为两大类：

VMOS管，即垂直导电V形槽MOS管；

VDMOS管，即垂直导电双扩散MOS管。

它们的结构分别如图1-15（a）、（b） 所示，其中（a）为VVMOS结构剖面图，（b）为VDMOS结构剖面图。下面以VVMOS结构为例，说明一下VMOS管的构成。

获得垂直沟道的一种方法是形成穿入硅表面的V形槽，开始时在N+衬底上生成一个N-外延层，在此外延层内进行一次掺杂颇轻的P型沟道体扩散，随后是一次N+源区扩散。然后刻蚀出V 形槽，并使它延伸进入到N-外延层内。最后生长氧化掩盖层。再通过金属化提供栅极及其它所需的连接。包括N+源区与P沟道体之间的连接。

按导电沟道划分，VMOS管可分为N沟道型和P沟道型两种，可与双极晶体管的npn型和pnp型相对应。

作为一个例子，图1-16 画出N沟道增强型VMOS管的输出特性曲线。从形状上看，它与双极晶体管的输出特性相似。但内含不一样，这是由VMOS管的基本特性决定的。VMOS管输出特性中的每一条曲线是以栅源电压Ugs为参变量画出的，面双极晶体管输出特性的每一条曲线是以基极电流Ib为参变量画出的。

vmos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。

vmos管是什么-VMOS的低压、低饱、导通电阻特性

VMOS实验：工频同步整流电路

这个电路实践上很少见，但是关于入门理论却比拟适用。

VMOS之所以能成为MOSFET乃至FET的应用主流，主要缘由是低电压规格的饱和导通电阻十分低，远低于二极管的压降，在低压大电流的应用中具有无可比较的优势，也是便携设备的首选，就像木书第l章的图1.3显现的那样，它的低阻特性十分有用。

VMOS的低压、低饱和导通电阻特性的主要应用有两方面，一是DC-DC开关电源，加上它的高速特性，可以大幅度进步电路效率并减小体积；二是同步整流，可以有效进步电路效率，特别是低输出电压电路的效率。

同步整流电路是应用有源器件来替代二极管，用主动伺服控制电路来控制有源器件的开关来模仿二极管停止整流的电路。由于BJT、IGBT等有源器件在饱和压降方面与二极管相比j1优势，因而目前常说的同步整流电路，简直都是基于VMOS的，在30V以内的输出电压规格的电源中，同步整流都有功耗方面的优势，而且输出电压越低，这个优势越大。比拟典型的常见例子是PC。

同步整流电路大都用于开关电源，即高频整流电路，鲜有用于丁频电路的，这主要是由于同步整流电路的电路复杂，本钱比二极管整流要高得多。而且，VMOS所能适用的上作频率（兆赫兹级别）与市电工频(50/60Hz)相比，真实是有点大材小用了。

不过，正是由于这个频率太低了，因而我们才有可能将电路尽量简单化，这样我们就有可能在入门的时分体验到同步整流的优势了。而且，同步整流小但功耗低，整流器件的导通电阻对外电路而言，是电源内部的一局部，在很多应用中，低内阻电源也足十分有用的。

在音频应用中，为了追求低内阻，功放电路的电源常常用快恢复二极管和肖特基二极管来替代普通整流二极管，前级电路则常常采用有源伺服和并联稳压电路（当然还有追求低纹波的需求），单从内阻指标来看，同步整流的指标要明显优于上述方式。

为了追求电路的简单化，下面这个实验电路在适用化方面可能不是那么完美（如上图），但是也足以显现同步整流的优势。

vmos管是什么-vmos管注意事项

（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。

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