IRFP350场效应管及性能分析论文

浅述IRFP350场效应管及性能分析

[摘 要] 文章简要阐述了数字调幅中波广播发射机中用得最多的元器件——irfp350场效应管,对于它的特性、参数、检测、更换及取用保存做了一个简要说明,旨在有关技术人员了解此效应管的基础上更好地服务于现代的中波广播事业。 [关键词] irfp350场效应管；沟道；载流子

随着数字技术、计算机技术以及新材料、新元器件的发展，发射机也在不断更新换代，从板调机到脉宽调制机、脉阶调制机，再到数字调制发射机，取得了很大的进步，向着一大（大功率）、三高（高效率、高质量、高稳定）和三化（固态化、数字化、自动化）的方向发展。目前，由于大功率金属氧化物场效应管（mosfet）的诞生，使中波广播发射机系列完全实现全固态。

我台在2002年更换了一台全固态dm10型数字调幅广播发射机，积极响应广播无线覆盖和实现发射机工作“三满”的目标。这台发射机在预推动级、推动级和功放末级一共采用了52块相同的射频功率放大模块，每个射频功率放大模块运用了4个n沟道功率mos场效应管（型号为 irfp350）按电桥形式连接，以丁类开关放大方式工作。每部发射机就有208个场效应管工作，如此大量的同一种重要的元器件在发射机中使用，由此产生维护问题想必是很多的。下面从它的特性、参数、检测、更换及保管等做一个简单的阐述。 一、特性

irfp350场效应管是以一块掺杂浓度较低、电阻率较高p型硅半

导体薄片作为衬底，利用扩散的方法在p型硅中形成两个高掺杂n区。然后在p型硅表面生长一层很薄的二氧化硅绝缘层，并在二氧化硅的表面及n型区的表面上分别安置3个铝电极g、源极s和漏极d，就形成了n沟道mos管。它们利用栅源电压的大小来改变半导体表面感生电荷的多少，从而控制漏极电流的大小，如图1所示。 图2是irfp350场效应管的输出特性曲线。图2中ugs为参变量。用虚线将输出特性划分为3个工作区：i区为可调电阻区，又称线性质，id随ugs的变化作近似于线性变化。ii区为饱和区，id几乎不随uds的变化而变化。iii区为雪崩区，又称击穿区，如果ugs过大，使漏极与衬底的pn结发生反向击穿，id急剧上升，特性曲线进入雪崩区。以ugs为参变量的转移特性如图3所示。转移特性用平方律函数表示，uds=k（ugs－ut）? 式中：ut———开启电压；

k———决定沟道中载流子迁移率和结构尺寸的常数。 在i区内，栅源电压愈负，输出特性愈倾斜，漏源间的等效电阻愈大。因此，在i区中，场效应管可看作一个受栅源电压ugs控制的可变电阻。ii区称为饱和区，场效应管用作放大器时，一般就工作在这个区域。iii区的特点是，当uds增至一定的数值后，由于加到沟道中耗尽区的电压太大，电场很强，致使栅源间的pn结发生雪崩击穿，id急剧上升。进入雪崩击穿后，管子不能正常工作，甚至很快烧毁。所以，场效应管不允许工作在这个区域。 转移特性是在一定漏源电压uds下，栅源电压ugs对漏极电流

id的控制特性。 二、主要参数 2.1 直流参数

1）irfp350场效应管的饱和漏电流id为16a，通常令uds=10 v，ugs=0v时测出的id就是饱和漏电流。

2）最大漏源电压uds是指发生雪崩击穿，id开始急剧上升时的uds值。irfp350场效应管的最大漏源电压为400v。

3）最大耗散功率pdm，irfp350场效应管的最大耗散功率为180w。这些耗散在管子中的功率变为热能，使管子的温度升高。为了限制它的温度不要升得太高，就要限制它的耗散功率不能超过最大数值pdm。显然，pdm受管子的最高工作温度的限制。因此数字调幅广播发射机的工作环境温度为－10℃～45℃。发射机自带几千瓦的风机强制风冷，用于保护场效应管正常工作，同时管子也安装在散热器上有助于散热。

4）直流输入电阻rgs，是在漏源短路的条件下，栅源之间所加直流电压与栅极直流电流之比值。irfp350场效应管的rgs为0.2×109 ω。 2.2 交流参数

低频跨导gm是最重要交流参数，它是指uds为某一固定值时，ids的微变量与引起这个变化的栅源电压ugs的微变量之比值，即 gm=△ids/△ugs，gm反映了栅源电压对漏极电流的控制能力，它相当于转移特性曲线上工作点处切线的斜率。irfp350场效应管的 gm

＞1000。 三、检测

由于一般场效应管的开启电压为2～3v dc之间，而栅源极的击穿电压在20v dc左右，因此，测量管子应选用9v dc电池的r×10k档的指针式万用表。另外还应注意，指针万用表在电阻档时，红表笔与电池的负极相连（简称负表笔），黑表笔与电池的正极相连（简称正表笔），也可用另一万用表检测和测试表笔间的电压和极性。 四、更换irfp350场效应管

更换irfp350场效应管步骤，此场效应管与电阻更换有区别，更换时要注意。①旋掉固定功率场效应管与散热器的螺钉；②前后摇动需拆下的功率管，使其管脚断开；③焊出留在印刷板上的管脚，用吸锡器或牙签将安装在孔内的残余焊锡清洁干净。清除时注意防止损坏印刷铜箔及金属化过孔；④安装新功率管时，注意垫好绝缘薄膜（薄膜上不能沾有金属屑），然后用静电屏蔽的烙铁焊好引脚，如没有静电屏蔽的烙铁，则应事先用导线把各电极短接，电烙铁外壳必须良好接地或拔掉电烙铁电源插头，利用余热焊接，避免因电烙铁漏电而击穿管子。

五、取用、保存irfp350场效应管及注意事项

由于场效应管的栅极容易损坏，都应一直保存在抗静电的封装内。取用时，使用者先用手摸一下地线或自来水管，把人体积聚的静电放掉，以免静电损坏场效应管。维修功放时，尽量不在机房内发射机工作时或有静电的场所操作；使用的电烙铁的功率要合适，

且其外壳要接地。如不能接地，焊接时应断电；拿新管时，手不要触及场效应管的3个电极，特别是栅极；场效应管与散热体之间的绝缘体有损伤，这种情况在维修后的模块上，很有可能发生，任何一焊点的碎片或者散热器上的毛刺，都有可能导致绝缘失效，从而引发模块故障。