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一文掌握-金属氧化物半导体型场效应管的工作原理(图文详解)
发布时间:2020-09-22     作者:wyf   分享到:

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MOS管,即金属氧化物半导体型场效应管,属于场效应管中的绝缘栅型。因此,MOS管有时被称为绝缘栅场效应管。在一般电子电路中,MOS管通常被用于放大电路或开关电路。

主要分为N沟道场效应管、P沟道场效应管两种构造。

image.pngimage.png 

1                 2

1A B分别是它的结构图和代表符号;

2A B分别是P沟道MOS管道结构图和代表符号。

MOS管的工作原理:图3N沟道MOS管工作原理图.

image.png 

       3-A             3-B


从图3-A可以看出,增强型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,即使加上漏-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),所以这时漏极电流ID=0

在栅-源极间加上正向电压,图3-B所示,即VGS0,则栅极和硅衬底之间的SiO2绝缘层中便产生一个栅极指向P型硅衬底的电场,由于氧化物层是绝缘的,栅极所加电压VGS无法形成电流,氧化物层的两边就形成了一个电容,VGS等效是对这个电容充电,并形成一个电场,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聚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(一般约为 2V)时,N沟道管开始导通,形成漏极电流ID,我们把开始形成沟道时的栅-源极电压称为开启电压,一般用VT表示。控制栅极电压VGS的大小改变了电场的强弱,就可以达到控制漏极电流ID的大小的目的,这也是MOS管用电场来控制电流的一个重要特点,所以也称之为场效应管。

MOS管的特性(图解):

1MOS管是一个由改变电压来控制电流的器件,所以是电压器件。

2MOS管道输入特性为容性特性,所以输入阻抗**。

image.png 

4-A N沟道MOS管符号图             图4-B N沟道MOS管电压极性及衬底连接

 

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5-A P沟道MOS管符号图            图5-B P沟道MOS管电压极性及衬底连接

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