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  • MOS管的基本原理及分类

  • 2020-09-17 18:05:51 阅读量:777
MOS管英文全称为Metal Oxide Semiconductor即金属氧化物半导体,即在集成电路中绝缘性场效应管。确切的说,这个名字描述了集成电路中MOS管的结构,即:在一定结构的半导体器件上,加上二氧化硅和金属,形成栅极。

MOS管的source和drain是可以对调的,都是在P型backgate中形成的N型区。在多数情况下,两个区是一样的,即使两端对调也不会影响器件的性能,这样的器件被认为是对称的。

MOS管工作原理

MOS管的工作原理(以N沟道增强型MOS场效应管)它是利用VGS来控制“感应电荷”的多少,以改变由这些“感应电荷”形成的导电沟道的状况,然后达到控制漏极电流的目的。


  


在制造管子时,通过工艺使绝缘层中出现大量正离子,故在交界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,形成了导电沟道,即使在VGS=0时也有较大的漏极电流ID。当栅极电压改变时,沟道内被感应的电荷量也改变,导电沟道的宽窄也随之而变,因而漏极电流ID随着栅极电压的变化而变化。

MOS管的分类

MOS管按沟道材料型和绝缘栅型各分N沟道和P沟道两种,按导电方式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。不过现实中,耗尽型的类型很少,而P沟道也比较少,最多的就是N沟道增强型。


  


大部分MOS管的外观极其类似,常见的封装种类有TO252 / TO220 / TO92 / TO3 / TO247等等,但具体的型号有成千上万种,因此光从外观是无法区分的。对于不熟悉型号,经验又比较少的人来说,比较好的方法就是查器件的datasheet。

里面会详细告诉你,它的类型和具体参数,这些参数对于你设计电路极有用。我们区分类型,一般就是看型号,比如IRF530 / IRF540 / IRF3205 / IRPF250等这些都是很常见的N沟道增强型。

无论N型或者P型MOS管,其工作原理本质是一样的,是由加在输入端栅极的电压来控制输出端漏极的电流。MOS管是压控器件它通过加在栅极上的电压控制器件的特性,不会发生像三极管做开关时的因基极电流引起的电荷存储效应,因此在开关应用中,MOS管的开关速度应该比三极管快。

  


N型MOS管的特性:VGS大于一定的值就会导通,适合用于源极接地时的情况(低端驱动),只要栅极电压达到一定电压(如4V或10V,其他电压看手册)就可以了。

P型MOS管的特性:VGS小于一定的值就会导通,适合用于源极接VCC时的情况(高端驱动)。但是,虽然P型MOS管可以很方便地用作高端驱动,但由于导通电阻大、价格贵、替换种类少等原因,在高端驱动中通常还是使用N型MOS管。


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