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通俗易懂解说MOS管

2022-07-04

MOS管的英文全称叫MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor),即金属氧化物半导体型chang效应管,属于chang效应管中的绝悦魅栅型。因此,MOS管有时被称为绝悦魅栅chang效应管。在一ban电子电路中,MOS管通常被用于放大电路或开关电路。


1、MOS管的结构


在一块掺杂浓度较低的P型半导体硅衬底上,用半导体光刻、扩散工艺制作两个高掺杂浓度的N+区,并用金属铝引出两个电极,划分作为漏极D和源极S。然后在漏极和源极之间的P型半导体外貌复盖一层很薄的二氧化硅(Si02)绝缘层膜,在再这个绝缘层膜上装上一个铝电极,作为栅极G。这就组成了一个N沟道(NPN型)zeng强型MOS管。显然它的栅极和其它电极间是绝缘的。图1-1所示 A 、B划分是它的结构图和代表符号。


同样用上述相同的要领在一块掺杂浓度较低的N型半导体硅衬底上,用半导体光刻、扩散工艺制作两个高掺杂浓度的P+区,及上述相同的栅极制作历程,就制成为一个P沟道(PNP型)zeng强型MOS管。下图所示划分是N沟道和P沟道MOS管道结构图和代表符号。


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2、MOS管的事情原理


zeng强型MOS管的漏极D和源极S之间有两个背靠背的PN结。当栅-源电压VGS=0时,纵然加上漏-源电压VDS,总有一个PN结处于反偏状态,漏-源极间没有导电沟道(没有电流流过),以是这时漏极电流ID=0。


此时若在栅-源极间加上正向电压,即VGS>0,则栅极和硅衬底之间的SiO2绝缘层中便发生一个栅极指向P型硅衬底的电。捎谘趸锊闶蔷档,栅极所加电压VGS无法形成电流,氧化物层的双方就形成了一个电容,VGS等效是对这个电容充电,并形成一个电chang,随着VGS逐渐升高,受栅极正电压的吸引,在这个电容的另一边就群集大量的电子并形成了一个从漏极到源极的N型导电沟道,当VGS大于管子的开启电压VT(一ban约为 2V)时,N沟道管开shi导通,形成漏极电流ID,我们把开shi形成沟道时的栅-源极电压称为开启电压,一ban用VT体现。


控制栅极电压VGS的巨细改变了电chang的强弱,就可以到达控制漏极电流ID的巨细的目的,这也是MOS管用电chang来控制电流的一个主要特点,以是也称之为chang效应管。


3、MOS管的特征


上述MOS管的事情原理中可以看出,MOS管的栅极G和源极S之间是绝缘的,由于Sio2绝缘层的存在,在栅极G和源极S之间等效是一个电容存在,电压VGS发生电chang从而导致源极-漏极电流的发生。此时的栅极电压VGS决议了漏极电流的大。刂普ぜ缪筕GS的巨细就可以控制漏极电流ID的巨细。这就可以得出如下结论:
1) MOS管是一个由改变电压来控制电流的器件,以是是电压器件。
2) MOS管道输入特征为容性特征,以是输入阻抗极高。


4、MOS管的电压极性和符号规则


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上图是N沟道MOS管的符号,图中D是漏极,S是源极,G是栅极,中央的箭头体现衬底,若是箭头向里体现是N沟道的MOS管,箭头向外体现是P沟道的MOS管。


在现实MOS管生产的历程中衬底在出厂前就和源极毗连,以是在符号的规则中;体现衬底的箭头也必须和源极相毗连,以区别漏极和源极。


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上图是P沟道MOS管的符号。


MOS管应用电压的极性和我们通俗的晶体三极管相同,N沟道的类似NPN晶体三极管,漏极D接正极,源极S接负极,栅极G正电压时导电沟道建设,N沟道MOS管开shi事情。


同样P道的类似PNP晶体三极管,漏极D接负极,源极S接正极,栅极G负电压时,导电沟道建设,P沟道MOS管开shi事情。


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