mos管
mos管的內部結構如下圖所示;其導通時只有一種極性的載流子(多子)參與導電,是單極型電晶體。導電機理與小功率mos管相同,但結構上有較大區別,小功率mos管是橫向導電器件,功率mosfet大都採用垂直導電結構,又稱為vmosfet,大大提高了mosfet器件的耐壓和耐電流能力。
其主要特點是在金屬柵極與溝道之間有一層二氧化矽絕緣層,因此具有很高的輸入電阻,該管導通時在兩個高濃度n擴散區間形成n型導電溝道。n溝道增強型mos管必須在柵極上施加正向偏壓,且只有柵源電壓大於閾值電壓時才有導電溝道產生的n溝道mos管。n溝道耗盡型mos管是指在不加柵壓(柵源電壓為零)時,就有導電溝道產生的n溝道mos管。
3.1mos管的輸入、輸出特性
對於共源極接法的電路,源極和襯底之間被二氧化矽絕緣層隔離,所以柵極電流為0。
圖(a)為共源極接法的電路,輸出特性曲線如右圖所示。
當vgs
3.2mos管的導通特性
mos管作為開關元件,同樣是工作在截止或導通兩種狀態。由於mos管是電壓控制項,所以主要由柵源電壓ugs決定其工作狀態。下面以nmos
管為例介紹其特性。
圖 (a)為由nmos
增強型管構成的開關電路。
nmos
的特性,vgs大於一定的值就會導通,適合用於源極接地時的情況(低端驅動),只要柵極電壓達到4v或10v就可以了。
pmos的特性,vgs小於一定的值就會導通,適合用於源極接vcc時的情況(高階驅動)。但是,雖然pmos可以很方便地用作高階驅動,但由於導通電阻大,**貴,替換種類少等原因,在高階驅動中,通常還是使用nmos。
mos管的工作原理(以n溝道增強型mos場效電晶體)它是利用vgs來控制「感應電荷」的多少,以改變由這些「感應電荷」形成的導電溝道的狀況,然後達到控制漏極電流的目的。在製造管子時,通過工藝使絕緣層中出現大量正離子,故在交介面的另一側能感應出較多的負電荷,這些負電荷把高滲雜質的n區接通,形成了導電溝道,即使在vgs=0時也有較大的漏極電流id。當柵極電壓改變時,溝道內被感應的電荷量也改變,導電溝道的寬窄也隨之而變,因而漏極電流id隨著柵極電壓的變化而變化。
知識延伸
按溝道材料型和絕緣柵型各分n溝道和p溝道兩種;按導電方式:mos管又分耗盡型與增強型,所以mos場效應電晶體分為n溝耗盡型和增強型;p溝耗盡型和增強型四大類。
mos管最顯著的特性是開關特性好,所以被廣泛應用在需要電子開關的電路中,常見的如開關電源和馬達驅動,也有照明調光。而且由mos管構成的cmos感測器為相機提供了越來越高的畫質,成就了更多的「攝影家」。
1、mos管的開關損耗-反激式分析
描述:利用反激式分析mos管的開關損耗
2、mosfet的工作原理
描述:功率mosfet的結構和工作原理
3、mos、三極體用作開關時的區別聯絡
描述:mos管、三極體用作開關時的區別聯絡
MOS管工作原理
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場效電晶體工作原理
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