1. MOS管作业原理—MOS管简介
MOS管,即在集成电路中绝缘性场效应管。MOS英文全称为Metal-Oxide-Semiconductor即金属-氧化物-半导体,确切的说,这个姓名描绘了集成电路中MOS管的结构,即:在必定结构的半导体器材上,加上二氧化硅和金属,构成栅极。MOS管的source和drain是能够对调的,都是在P型backgate中构成的N型区。在大都情况下,两个区是相同的,即便两头对调也不会影响器材的功能,这样的器材被认为是对称的。
2. MOS管作业原理–Mos管的结构特色
MOS管的内部结构如下图所示;其导通时只需一种极性的载流子(多子)参加导电,是单极型晶体管。导电机理与小功率MOS管相同,但结构上有较大差异,小功率MOS管是横向导电器材,功率MOSFET大都选用笔直导电结构,又称为VMOSFET,大大提高了MOSFET器材的耐压和耐电流才能。
其主要特色是在金属栅极与沟道之间有一层二氧化硅绝缘层,因此具有很高的输入电阻,该管导通时在两个高浓度n分散区间构成n型导电沟道。n沟道增强型MOS管必须在栅极上施加正向偏压,且只需栅源电压大于阈值电压时才有导电沟道发生的n沟道MOS管。n沟道耗尽型MOS管是指在不加栅压(栅源电压为零)时,就有导电沟道发生的n沟道MOS管。
3. MOS管作业原理–MOS管的特性
3.1MOS管的输入、输出特性
关于共源极接法的电路,源极和衬底之间被二氧化硅绝缘层阻隔,所以栅极电流为0。
图(a)为共源极接法的电路,输出特性曲线如右图所示。
当VGS
3.2MOS管的导通特性
MOS管作为开关元件,同样是作业在截止或导通两种情况。因为MOS管是电压操控元件,所以主要由栅源电压uGS决议其作业情况。下面以NMOS管为例介绍其特性。
图 (a)为由NMOS增强型管构成的开关电路。
NMOS的特性,Vgs大于必定的值就会导通,合适用于源极接地时的情况(低端驱动),只需栅极电压到达4V或10V就能够了。
PMOS的特性,Vgs小于必定的值就会导通,合适用于源极接VCC时的情况(高端驱动)。可是,尽管PMOS能够很方便地用作高端驱动,但因为导通电阻大,价格贵,替换品种少等原因,在高端驱动中,一般仍是运用NMOS。
4. MOS管作业原理
MOS管的作业原理(以N沟道增强型MOS场效应管)它是使用VGS来操控“感应电荷”的多少,以改动由这些“感应电荷”构成的导电沟道的情况,然后到达操控漏极电流的意图。在制作管子时,经过工艺使绝缘层中呈现很多正离子,故在接壤面的另一侧能感应出较多的负电荷,这些负电荷把高渗杂质的N区接通,构成了导电沟道,即便在VGS=0时也有较大的漏极电流ID。当栅极电压改动时,沟道内被感应的电荷量也改动,导电沟道的宽窄也随之而变,因此漏极电流ID跟着栅极电压的改变而改变。
常识延伸
MOS管的分类
按沟道资料型和绝缘栅型各分N沟道和P沟道两种;按导电方法:MOS管又分耗尽型与增强型,所以MOS场效应晶体管分为N沟耗尽型和增强型;P沟耗尽型和增强型四大类。
MOS管使用
MOS管最明显的特性是开关特性好,所以被广泛使用在需求电子开关的电路中,常见的如开关电源和马达驱动,也有照明调光。并且由MOS管构成的CMOS传感器为相机供给了越来越高的画质,成果了更多的“摄影家”。
MOS管作业原理—参考资料
1、MOS管的开关损耗-反激式剖析
描绘:使用反激式剖析MOS管的开关损耗
2、MOSFET的作业原理
描绘:功率MOSFET的结构和作业原理
3、MOS、三极管用作开关时的差异联络
描绘:MOS管、三极管用作开关时的差异联络