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经典图文,带你一文搞懂MOS管!!

来源: zhihu
2022-07-14
类别:电路图
eye 6
文章创建人 拍明芯城

原标题:经典图文,带你一文搞懂MOS管!!

MOS管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,金属-氧化物-半导体场效应晶体管)是一种重要的半导体器件,广泛应用于各种电子设备中。下面将结合经典图文,带您一文搞懂MOS管。

一、MOS管的基本结构与特点

MOS管属于场效应晶体管(FET)的一种,具有输入阻抗高、噪声低、动态范围大、功耗小、易于集成等优点。它的基本结构由三个电极组成:栅极(Gate,表示为“G”)、源极(Source,表示为“S”)、漏极(Drain,表示为“D”)。MOS管主要有两种结构形式:N沟道型和P沟道型,再根据场效应原理的不同,分为耗尽型和增强型。

二、MOS管的类型

  1. N沟道型与P沟道型:根据导电沟道中载流子的类型不同,MOS管可分为N沟道型和P沟道型。N沟道型MOS管的源极和漏极接在N型半导体上,而P沟道型MOS管的源极和漏极则接在P型半导体上。

  2. 耗尽型与增强型:根据场效应原理的不同,MOS管又可分为耗尽型和增强型。耗尽型MOS管在栅压为零时就有较大的漏极电流,而增强型MOS管在栅压为零时漏极电流为零,必须再加一定的栅压之后才有漏极电流。

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三、MOS管的工作原理

以N沟道增强型MOS管为例,其工作原理如下:

  1. 当栅极G和源极S之间不加任何电压,即VGS=0时,由于漏极和源极两个N+型区之间隔有P型衬底,相当于两个背靠背连接的PN结,它们之间的电阻高达10^12Ω,即D、S之间不具备导电的沟道,所以无论在漏、源极之间加何种极性的电压,都不会产生漏极电流ID。

  2. 当将衬底B与源极S短接,在栅极G和源极S之间加正电压,即VGS>0时,则在栅极与衬底之间产生一个由栅极指向衬底的电场。这个电场将吸引P型衬底中的空穴向衬底表面移动,排斥电子,使衬底靠近表面的区域带负电,形成N型导电沟道。当VGS增加到一定值时,N沟道从源极S连到漏极D,漏极电流ID开始流动。

四、MOS管的导通条件

MOS管的导通条件取决于栅源电压(VGS)与栅极阈值电压(VGS(th))之间的关系。对于N沟道MOS管,当VGS>VGS(th)时,MOS管导通;对于P沟道MOS管,当VGS<VGS(th)时,MOS管导通。

五、MOS管的应用

MOS管在开关电源、镇流器、高频感应加热、高频逆变焊机、通信电源等高频电源领域得到了越来越普遍的应用。此外,MOS管还广泛应用于各种电子设备中,如计算机、手机、电视等。

总之,MOS管作为一种重要的半导体器件,在电子领域具有广泛的应用前景。通过了解其基本结构、类型、工作原理和导通条件等方面的知识,可以更好地理解和应用MOS管。


责任编辑:David

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