MOSFET场效应管在手机电路中作为开关的用法原理详解教程

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在手机维修中我们经常能在原理图中看到场效应管MOSFET的身影,尤其是在充电电路中最为常见,不懂场效应管在电路中的作用,就无法分析电路原理,就无法修复故障。本篇手机维修教程将带我们了解电路图中的场效应管。下面我们来看下场效应管在手机电路原理图中的一般画法:

手机维修教程场效应管原理

上图中等效电路的意思其实是一个元件的两种画法。上图中G表示基极栅极,D表示漏极,S表示源级,我们不用管这些为啥叫这些名,我们只需要知道这3个点在手机电路中的接法,以及相应的使用方法就可以了。首先我们要区分N沟道和P沟道MOSFET管,因为两种管子接法不同,用法也不同。在上图中我们可以看出,s指向G的为N沟道,G指向S的P沟道,(简单记法:GPS ,G在前则为P沟道),我们其实连什么沟道都没必要记住。我们重新画一组图来给大家直观的演示下,如下图

手机维修教程mos管详解

MOSFET的‘’顺我者昌‘’原理,快速确认NP沟道正常工作所需条件

大家都知道顺我者昌逆我者亡这句话,场效应管也是一样遵循这个道理,顺应一种条件,线路就打开,不顺应则关闭。我们看图中红色方框中箭头由S指向G的是N沟道场效应管,箭头指向G根据我们说的顺则昌,我们就可以记住,要想让DS导通,G级的电压一定要高于S级,详细点的话应该是高于1.2V左右,详细的各种场效应管开启电压可以自行查询。G指向S的为P沟道,S端电压要高于G并且SG之间的压差要高于开启电压,一般为1.2左右。当满足以上条件时DS之间电阻变得很低,线路导通。这里其实我们也看出了在MOS管作为开关作用时,G级就相当于一个开关一样,当开关打开,线路就导通,当开关关闭,线路就断开,MOS和三极管作用很像,但mos管响应速度非常快,一般是纳秒级,几乎可以认为只要控制信号一到,开关就立即响应。

上图中,我还标记了VCC、接地还有负载,这里我们要仔细看下N沟道和P沟道有什么区别,首先负载通常都是在D级一侧的。当为N沟道场效应管时G电压高于S,所以S级一般是接地的这样只需要控制G端电压就可以很方便开启或关闭MOS管。P沟道S大于G这时候通常S端是接供电的,供电比较平稳,一样只需要控制G电压大小就可以控制开关场效应管。

在手机维修中我们不需要知道为什么一个简单的mos管就能够起到开关作用,我们只需要知道场效应管如何开启,以及场效应管作用就可以了。

在实际检修中我们如何分辨场效应管G、S、D脚呢?

  1. G极:用万用表电阻档1000Ω以下档位,测任意两脚之间电阻,两两脚测完以后,交换表笔再测一遍若其中某次电阻为数百Ω,该两脚是D、S,剩下一脚为G级。
  2. 漏极D、源极S:用万用表10kΩ左右档位测D、S间正向及反向电阻,正向电阻约为2kΩ,反向电阻为500K至无穷大(为什么正向反向电阻有区别,可参考图一中等效电路的画法,电路中有个等效二极管)。在测反向电阻时(在这里我们要知道的一点是,当万用表在电阻档时,黑表笔相当于电池正极,红的为负极)。红表笔不动(负极不动),黑表笔与G碰一下(相当于G级连接电池正极),然后黑笔回去再接原引脚,出现两种情况:A:若读数由原来较大值变为0Ω或者接近0时。说明顺应了MOS管的工作条件使D、S导通,也就是说G(黑表笔正极所接触位置)高于S电压,由上图中的顺我者昌原理我们可以看出当G大于S电压并且mos正常工作的类型为N沟道,同时可以推断红表笔(负极)所接为S极,黑表笔为D极。
    B.若读数仍为较大值,黑表笔不动,改用红表笔接触G,碰一下之后立即回到原脚,此时若读数为0Ω,则黑表笔接的是S极、红表笔为D极,用红表笔接触G极,该MOS管为P沟道。(推断方法依然为上图中顺我这昌原理)

如何检测判断场效应管好坏呢?

  1. 用万用表10K左右电阻档测量各脚之间电阻。因为基极G为控制端等效于一个电容,与D、S脚不通,所以G、D脚与G、S脚之间正反向电阻都应该是无穷大的,如果并不满足此条件则管子是坏的。
  2. 利用表笔对G、S间正向或反向充电,可使D、S之间通路或断开。G、S充电后由于G极上电荷能保持,所以DS导通状态能够保持,用万用表可以测量D、S之间电阻,如果D、S随着充放电可以测出相应的电阻变大和缩小为0,则元件为好,反之则为坏。在放电时需短路管脚或反充。
  3. D、S之间应该有个等效二极管,也就是说正向测量电阻变小,反向测量电阻变为无穷大,如果并不是这种测量结果则mos管坏。

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