MOSFET 管
MOSFET
MOS晶体管MOS晶体管的概念金属-氧化层-半导体-场效晶体管,简称金氧半场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET)是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管(field-effect transistor)。
MOSFET依照其“通道”的极性不同,可分为n-type与p-type的MOSFET,通常又称为NMOSFET与PMOSFET,其他简称尚包括NMOS FET、PMOS FET、nMOSFET、pMOSFET等。
这个名称前半部分说明了它的结构,后半部分说明了它的工作原理。
从纵向看,MOS晶体管是由栅电极、栅绝缘层和半导体衬底构成的一个三明治结构;从水平方向看,MOS晶体管由源区、沟道区和漏区3个区域构成,沟道区和硅衬底相通,也叫做MOS 晶体管的体区。
一个MOS晶体管有4个引出端:栅极、源极、漏极和体端即衬底。
由于栅极通过二氧化硅绝缘层和其他区域隔离,MOS晶体管又叫做绝缘场效应晶体管。
MOS晶体管还因为其温度稳定性好、集成化时工艺简单,而广泛用于大规模和超大规模集成电路中。
MOS管有N沟道和P沟道两类,但每一类又分为增强型和耗尽型两种,因此MOS管的四种类型为:N沟道增强型管、N沟道耗尽型管,P沟道增强型管和P沟道耗尽型管。
凡栅-源电压U GS为零时漏极电流也为零的管子均属于增强型管,凡栅-源电压U GS为零时漏极电流不为零的管子均属于耗尽型管。
MOS管构成的集成电路称为MOS集成电路,而P沟道增强型MOS管和N沟道增强型MOS管共同构成的互补型MOS集成电路即为CMOS-IC。
MOS器件基于表面感应的原理,是利用垂直的栅压V GS实现对水平I DS的控制。
它是多子(多数载流子)器件。
用跨导描述其放大能力。
MOSFET晶体管的截面图如图1所示在图中,S=Source,G=Gate,D=Drain。
MOS管工作原理详解
MOS管工作原理详解MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)又称金属氧化物半导体场效应电晶体管,是一种主要的功率设备,广泛应用于电路中的功率放大、信号处理、开关和逆变等领域。
它具有低功耗、高速度和高可靠性等优点,并且能够在广泛的工作温度范围内工作。
MOSFET的工作原理可以分为四个阶段:恒压、导通、耗尽和饱和。
以下将详细解释每个阶段的工作原理。
1.恒压阶段:当MOS管没有电压施加在栅极和源极之间时,栅极和源极之间形成一个反向偏置结,称为反型结,此时MOSFET处于恒压状态。
在这个阶段,电势差的引导区内几乎没有电子或空穴的流动。
2.导通阶段:当一个正的栅极电压施加在栅极上时,栅极和源极之间的势垒被降低,使得在MOSFET的通道中形成一个导电路径。
当有一个正的电压施加在源极和漏极之间时,导电路径上的电流将开始流动。
在这个阶段,MOSFET处于导通状态。
3.耗尽阶段:当漏极电压增加到反型结的反向击穿电压时,即使栅极电压较高,电流也会被阻断。
此时,MOSFET处于耗尽状态,导电通道断开。
4.饱和阶段:当正的栅极电压施加在栅极上,并且相同电压施加在源极和漏极之间时,MOSFET处于饱和状态。
在这个阶段,导电通道处于最大导通状态,电流可以尽量流过。
MOSFET的工作原理依赖于其栅极和源极之间的电压和电流,控制栅极电压可以改变MOSFET的导电特性。
通过改变栅极电压的幅度和极性,可以控制MOSFET的导电通道的开闭,从而控制MOSFET的导通或阻断。
这种特性使MOSFET成为一种非常适合用作开关的器件。
此外,MOSFET还具有一些其他特点,例如低输入电流、高输入阻抗、低噪声和快速响应等。
这些特点使MOSFET在很多应用中得到广泛应用,包括功率放大器、开关电源、电机驱动器等。
总结起来,MOSFET的工作原理是通过控制栅极电压来改变导电通道的开闭状态,从而控制MOSFET的导通和阻断。
MOS管全参数代换大全
MOS管全参数代换大全Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor (MOSFET)是现代电子领域中广泛使用的一种晶体管。
MOSFET具有多个参数,这些参数用于描述其性能和特性。
下面将介绍一些常见的MOSFET参数。
1. 阈值电压(Threshold voltage): 这是MOSFET开始导通的电压。
当控制电压高于阈值电压时,MOSFET开始导通电流。
2. 饱和漏极电流(Saturation drain current): 这是MOSFET在饱和区时的漏极电流。
饱和区是指当控制电压高于阈值电压时,MOSFET的漏极电流保持恒定的区域。
3. 转导(Transconductance): 这是MOSFET的输出电流(漏极电流)与输入电压(栅极电压)之间的比率。
转导可以描述MOSFET的电流放大能力。
4. 输出电阻(Output resistance): 这是MOSFET的输出电压与输出电流之间的比率。
输出电阻是用来描述MOSFET的输出特性和负载能力的。
5. 共栅电容(Gate capacitance): 这是MOSFET的栅极电容。
由于MOSFET的栅极与通道之间存在一个绝缘层,所以栅极电容对于MOSFET的电性能和开关速度至关重要。
6. 漏极电流(Drain current): 这是MOSFET的漏极电流。
漏极电流受到控制电压和输入信号的影响。
7. 最大漏极电流(Maximum drain current): 这是MOSFET能够承受的最大漏极电流。
超过这个电流值,MOSFET可能会被损坏。
8. 漏极-源极电阻(Drain-source resistance): 这是MOSFET的漏极电压与漏极电流之间的比率。
漏极-源极电阻通常很小,可以忽略不计。
9. 网络延迟(Propagation delay): 这是MOSFET在输入信号变化到输出信号变化之间的时间延迟。
MOSFET场效应管(MOS管)
MOS管基本知識
MOS管的定義與類型 MOS管結構圖及封裝 MOS管的基本參數 MOS管的作用 MOS管與三極管的區別 如何判斷MOS管好壞
MOS管的定義與類型
MOSFET(場效應管)是Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor的首字母 缩写﹐簡稱MOS管。 它是只有一種載流子參與 導電的半導體器件﹐是用輸入電壓控制輸出電 流的半導體器件。
MOS管常用封裝
SOT-89
MOS管基本參數
參數符號 參數名稱
VGS(th)
BVDSS
閾值(開啟)電壓 擊穿電壓
RDS(on)
導通電阻
IDSS
漏電流
MOSห้องสมุดไป่ตู้的作用
開關﹕ NMOS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4V或10V就可以了。 PMOS的特性則剛好相反。
Vout
Vin
放大
MOS管與三極管的區別
結構 工作原理
作用
相同點
P/N結構成 小信號控制 開關﹑放大
不同點
MOS管控制端(G)是 絕緣的,三極管控制端 (B)是導通的。 MOS管受電壓控制﹐ 三極管受電流控制。
MOS管偏于開關作用 三極管偏于放大作用
如何判斷MOS管好壞
量測前﹐先把GS兩端短路放電﹐然后用歐姆表 量測DSG任意兩端電阻為M歐級﹐假若先量測GS, 再量測DS兩端電阻﹐其阻值會明顯變小或者通路。 這些都是一個正常的MOS管所具備的。
MOS管分為兩大類型﹕耗盡型(DMOS )和增強 型(EMOS )。每一類都有N溝道和P溝道兩種導 電類型。實際應用的是增強型的N溝道和P溝道 MOS管﹐即NMOS和PMOS。
mosfet概念
mosfet概念
MOSFET(金属-氧化物-半导体场效应晶体管)是一种主要用于电子设备中的三端器件,常用于放大、开关、调节和放大电信号等应用。
它由金属电极、氧化物绝缘层和半导体材料组成。
MOSFET有两种主要类型:N型和P型。
N型MOSFET中,半导体材料是N型,而P型MOSFET中,半导体材料是P型。
这决定了电流的流动方向和特性。
MOSFET的工作原理是通过控制栅极电压来控制源极和漏极之间的电流。
当栅极电压高于临界电压时,MOSFET处于导通状态,电流可以从源极流向漏极。
当栅极电压低于临界电压时,MOSFET处于截止状态,电流无法通过。
MOSFET具有许多优点,例如低功耗、高速度、可靠性好以及尺寸小等。
它在现代电子设备中得到广泛应用,如计算机、通信设备、功率放大器、集成电路等。
总结来说,MOSFET是一种重要的电子器件,通过控制栅极电压来控制源极和漏极之间的电流。
它在电子设备中具有广泛的应用。
各种MOSFET参数大全
各种MOSFET参数大全MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)是一种常见的半导体器件,具有广泛的应用领域。
下面是MOSFET的各种重要参数的详细解释。
1. Drain-Source电压(VDS):这是MOSFET管脚之间的电压差。
当VDS超过MOSFET的额定电压,会导致器件损坏。
2. Gate-Source电压(VGS):这是MOSFET的控制电压。
改变VGS可以控制MOSFET的导通和截止。
3. 阈值电压(Vth):这是MOSFET的开启电压。
当VGS超过阈值电压时,MOSFET开始导通。
4.静态漏极电流(IDSS):这是在VGS=0时,MOSFET的漏极电流。
它是关闭时的最大漏极电流。
5. on状态电阻(RDS(on)):这是MOSFET导通时的电阻。
较低的RDS(on)意味着更好的导通特性。
6.峰值漏极电流(IDP):这是MOSFET能够承受的最大漏极电流。
如果超过此电流,MOSFET可能会损坏。
7. 雅各比增益(gfs):这是MOSFET的小信号增益。
它决定了MOSFET的放大能力。
8. 输入电容(Ciss):这是MOSFET输入端的总电容。
较高的Ciss将导致较高的输入电容负载。
9. 输出电容(Coss):这是MOSFET输出端的总电容。
较高的Coss将导致较高的输出电容负载。
10.反向传导(GDS):这是MOSFET导通时的反向电导。
它表示了在反向电压下电荷从漏极到源极的流动。
11. 速度参数(gm):这是MOSFET的跨导。
它表示在VDS控制下的电流变化率。
12.破坏电压(BV):这是MOSFET能够承受的最大电压。
超过该电压可能会导致器件击穿和损坏。
13.空载损耗(Pd):这是MOSFET在导通状态下消耗的功率。
它取决于MOSFET的导通电阻和电流。
14.电压转移特性(VTC):这是描述MOSFET开启和关闭之间的关系的曲线。
它显示了在不同VGS情况下MOSFET的导通特性。
MOSFET_MOS管特性参数的理解
MOSFET_MOS管特性参数的理解MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)是一种常用的半导体器件,具有较高的性能和功耗优势。
了解MOSFET的特性参数对于设计和应用电子电路至关重要。
下面将从基本结构、特性参数和其理解等方面进行详细阐述。
MOSFET 的基本结构如下:它由源极、漏极、栅极和底座四个引脚组成,其中源极(source)和漏极(drain)与半导体结成二极管,栅极(gate)则是介质氧化铝上的金属引脚。
其中金属层和介质氧化铝之间的结构形成了场效应管,因此被称为MOS管。
接下来是几个关键的特性参数:1. 阈值电压:阈值电压(Threshold Voltage,简称Vth)是MOSFET 的一个重要参数,它表示了在栅极和漏极之间形成导电路径的最低电压。
当栅极电压高于Vth 时,MOSFET 开始工作并形成导通通道。
2. 饱和电流:饱和电流(Saturation Current,简称Isat)是指在MOSFET 处于饱和工作区时的漏极电流,也称为最大漏极电流。
在饱和区,漏极电流与栅极电压成非线性关系。
3. 输出电导:输出电导(Output Conductance,简称gds)表示了MOSFET 在饱和状态时,输出电流变化对栅极漏极电压的敏感程度。
较高的输出电导意味着MOSFET 在饱和区的输出电流更敏感,从而使其在放大器等应用中更可靠。
4. 线性区增益:线性区增益(Linear Region Gain,简称gm)表示MOSFET 在线性工作区时,输入阻抗和输出阻抗间的关系。
该参数也可以用来衡量MOSFET 对输入信号的放大能力。
5. 输出电容:输出电容(Output Capacitance,简称Coss)表示栅极和漏极之间的电容。
这个电容会导致MOSFET 在高频应用中的频率响应减弱,影响其性能。
以上只是几个主要的特性参数,实际上MOSFET 还有很多其他的参数,如输入电容(Input Capacitance)、迁移率(Mobility)、开启延迟(Turn-on Delay)和反向转移电容(Reverse Transfer Capacitance)等。
MOS管初级入门详解MOSFET
MOS管初级⼊门详解MOSFETMOS管初级⼊门详解功率场效应晶体管MOSFET1.概述MOSFET的原意是:MOS(MetalOxideSemiconductor⾦属氧化物半导体),FET (FieldEffectTransistor场效应晶体管),即以⾦属层(M)的栅极隔着氧化层(O)利⽤电场的效应来控制半导体(S)的场效应晶体管。
功率场效应晶体管也分为结型和绝缘栅型,但通常主要指绝缘栅型中的MOS型(MetalOxideSemiconductorFET),简称功率MOSFET (PowerMOSFET)。
结型功率场效应晶体管⼀般称作静电感应晶体管(StaticInductionTransistor——SIT)。
其特点是⽤栅极电压来控制漏极电流,驱动电路简单,需要的驱动功率⼩,开关速度快,⼯作频率⾼,热稳定性优于GTR,但其电流容量⼩,耐压低,⼀般只适⽤于功率不超过10kW的电⼒电⼦装置。
2.功率场效应晶体管MOSFET的结构和⼯作原理功率MOSFET的种类:按导电沟道可分为P沟道和N沟道。
按栅极电压幅值可分为;耗尽型;当栅极电压为零时漏源极之间就存在导电沟道,增强型;对于N(P)沟道器件,栅极电压⼤于(⼩于)零时才存在导电沟道,功率MOSFET主要是N沟道增强型。
2.1功率MOSFET的结构功率MOSFET的内部结构和电⽓符号如图1所⽰;其导通时只有⼀种极性的载流⼦(多⼦)参与导电,是单极型晶体管。
导电机理与⼩功率MOS管相同,但结构上有较⼤区别,⼩功率MOS管是横向导电器件,功率MOSFET⼤都采⽤垂直导电结构,⼜称为VMOSFET (VerticalMOSFET),⼤⼤提⾼了MOSFET器件的耐压和耐电流能⼒。
按垂直导电结构的差异,⼜分为利⽤V型槽实现垂直导电的VVMOSFET和具有垂直导电双扩散MOS结构的VDMOSFET(VerticalDouble-diffusedMOSFET),本⽂主要以VDMOS器件为例进⾏讨论。
mosfet参数详解
mosfet参数详解
MOSFET是一种常用的场效应管,具有高速开关能力、低导通电阻、高输入阻抗等优点,广泛应用于电力电子、通信、计算机等领域。
MOSFET的参数是评价其性能的重要指标,下面详细介绍几个常用的参数:
1. 阈值电压:MOSFET进入导通状态所需的控制电压,一般表示为Vth。
它与材料、工艺有关,是MOSFET的固有特性。
2. 最大漏源电压:MOSFET允许的最大工作电压,一般表示为Vdss。
3. 最大漏源电流:MOSFET允许的最大漏源电流,一般表示为Idmax。
4. 静态漏源电阻:MOSFET导通时的电阻,一般表示为
Rds(on)。
它与MOSFET的尺寸、工艺参数有关,是MOSFET的主要性能指标之一。
5. 开关时间:MOSFET从导通到截止或从截止到导通的时间,分别表示为ton和toff。
6. 瞬态响应:MOSFET在开关过程中的瞬态响应能力,一般用来评价MOSFET的高速开关能力。
7. 温度特性:MOSFET在不同温度下的性能参数变化情况,一般表示为温度系数。
以上是MOSFET常用的一些参数,不同的应用场合需要考虑的参数也会有所不同。
在选用MOSFET时,需要根据具体的应用需求,综
合考虑各项参数,选择合适的器件。
mosfet的工作原理
mosfet的工作原理MOSFET,全称金属氧化物半导体场效应晶体管,是一种电子元件,具有高阻值和低功率消耗,因此在电子设备中得到广泛应用。
下面,我们来详细介绍一下MOSFET的工作原理。
一、MOSFET的基本结构MOSFET包含三个区域:源极(source)、漏极(drain)和栅极(gate)。
其中,源极和漏极之间的区域称为沟道(channel)。
沟道可以是P型或N型半导体,栅极由金属制成,与沟道之间被覆盖一层较薄的氧化物。
二、MOSFET的工作原理1.静态工作状态当MOSFET处于静态工作状态时,栅极没有电荷,此时沟道中也没有载流子。
因此,源极和漏极之间电阻很大,称之为高阻状态。
此时MOSFET的开关是关闭的。
2.栅极正电压如果栅极加上正电压,会将栅极和沟道之间的氧化物上形成电场,导致沟道中形成一个N型或P型区域(取决于沟道的本质类型)。
这种区域称之为导通道,是载流子的基地。
当电场强到一定程度,将在导通道中产生足够多的载流子,从而形成一个低阻通路,此时MOSFET 会打开。
3.栅极负电压当栅极加上负电压时,电场将减弱,因此导通道中的载流子数量减少。
而当负电压足够大时,栅极与沟道之间的电场会使导通道中的载流子数量减小,直到消失,MOSFET会处于高阻状态,即关闭状态。
三、MOSFET的特点1.高输入阻值由于MOSFET的栅极-沟道电容很大,因此输入阻值很高,对外来噪声的干扰很小。
2.低输出阻值在导通状态下,MOSFET的输出电阻很小,因此可以输送大电流,适合应用于功率放大器等高电流设备。
3.低功耗由于MOSFET导通时只需要极小的输入功率,因此功耗很低,适用于电池供电等功耗有限的设备。
总之,MOSFET是一种很重要的半导体器件,广泛应用于各种电子设备中。
掌握MOSFET的工作原理,可以更好地理解它的优点和缺点,并且能够更加有效地利用它。
mos管工作原理详细讲解
mos管工作原理详细讲解金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的工作原理MOSFET是一种四端器件,由三个端子组成:源极(S)、漏极(D)和栅极(G)。
它是一种单极型晶体管,这意味着它只使用一种类型的载流子(电子或空穴)。
工作原理MOSFET的工作原理基于在绝缘层(通常是二氧化硅)上形成的场效应。
当栅极电压施加到绝缘层时,它会在半导体基底中产生一个感应电荷。
这个感应电荷会吸引相反极性的载流子(少数载流子)进入半导体基底,形成一个导电通道。
这个通道连接源极和漏极,允许电流流过。
增强型MOSFET大多数MOSFET是增强型MOSFET,这意味着当栅极电压为零时,器件处于截止状态。
当栅极电压超过一定阈值时,导电通道开始形成,器件进入导通状态。
耗尽型MOSFET耗尽型MOSFET与增强型MOSFET相反。
当栅极电压为零时,导电通道已经存在,器件处于导通状态。
当栅极电压为负时,通道变窄,器件进入截止状态。
MOSFET的控制栅极电压决定了MOSFET的导通状态。
通过调节栅极电压,可以控制源极和漏极之间的电流。
这使得MOSFET成为电子电路中非常有用的开关和放大器件。
MOSFET的特性MOSFET具有以下特性:高输入阻抗:栅极与源极和漏极之间是绝缘的,因此输入阻抗非常高。
低输出阻抗:导通时,MOSFET的源极和漏极之间具有很低的电阻。
高增益:栅极电压对源极-漏极电流有很大的影响,因此MOSFET具有很高的增益。
快速的开关时间:MOSFET可以快速地开关,这使得它们适用于高频应用。
应用MOSFET在电子电路中广泛应用,包括:开关:控制电流或电压的流动。
放大器:放大微小的信号。
模拟电路:构建滤波器、振荡器和传感器。
数字电路:构建逻辑门和存储器。
功率电子:用于控制大功率应用中的电流和电压。
mosfet参数定义参考标准
MOSFET(金属-氧化物-半导体场效应晶体管)是一种重要的场效应晶体管。
其参数通常可以根据不同的标准来定义和测量。
以下是一些常见的 MOSFET 参数及其定义的参考标准:
1. **门极电压(Gate-Source Voltage)**:指 MOSFET 的门极和源极之间的电压。
常用标准包括 JEDEC(联合电子设备工程委员会)和IEEE(电气和电子工程师协会)规定的测试标准。
2. **漏极电流(Drain Current)**:在给定的门极电压和漏极电压下,流经 MOSFET 的电流。
一般使用特定电压和温度条件下的测试来定义。
3. **漏极-源极电压(Drain-Source Voltage)**:MOSFET 的漏极和源极之间的电压。
通常使用最大额定值来定义。
4. **漏极-源极饱和电压(Drain-Source On-State Voltage)**:MOSFET 在导通状态时的漏极-源极电压。
这个参数可以通过静态或动态测试来确定。
5. **漏极-源极电阻(Drain-Source On-State Resistance)**:MOSFET 在导通状态时的等效电阻。
常见的标准测试条件包括特定的电流和温度。
6. **截止频率(Cutoff Frequency)**:MOSFET 的截止频率是指其在放大器应用中的最大可靠工作频率。
这个参数通常用于高频应用。
这些参数的定义和测量可以根据不同的制造商、应用需求或标准组织的规定而有所不同。
例如,制造商可能会使用自己的测试条件和定义,而行业标准通常由诸如JEDEC、IEEE、IEC(国际电工委员会)等组织所制定。
mosfet功率管的参数
mosfet功率管的参数MOSFET(金属氧化物半导体场效应管)是一种常用的功率管,具有许多重要的参数,这些参数对于设计和选择电路至关重要。
下面将对一些常见的MOSFET功率管参数进行详细介绍。
1. 阈值电压(Vth):阈值电压是指当MOSFET的栅极电压达到一定水平时,导通电流开始出现的电压。
阈值电压的大小直接影响了MOSFET的导通特性,一般来说,阈值电压越高,MOSFET的导通能力越差。
2. 最大漏极电流(Id):最大漏极电流是指当MOSFET处于导通状态时,允许通过的最大电流。
超过最大漏极电流的电流将导致MOSFET 的过热和损坏。
3. 最大漏极电压(Vds):最大漏极电压是指MOSFET能够承受的最大电压。
超过最大漏极电压的电压会导致击穿和断电。
4. 开关时间(Ton和Toff):开关时间是指MOSFET从导通到截止或从截止到导通的时间。
开关时间的长短直接影响了MOSFET的开关速度和效率。
5. 输出电容(Coss):输出电容是指MOSFET的漏极和栅极之间的电容。
输出电容的大小影响了MOSFET的开关速度和功耗。
6. 导通电阻(Rds(on)):导通电阻是指MOSFET在导通状态下的电阻大小。
导通电阻越小,MOSFET的导通能力越好,功耗越低。
7. 热阻(Rθja和Rθjc):热阻是指MOSFET在工作时散热的能力。
Rθja表示MOSFET与环境之间的热阻,Rθjc表示MOSFET与芯片之间的热阻。
热阻越小,MOSFET的散热能力越好,工作温度越低。
8. 峰值漏极电流(Ipeak):峰值漏极电流是指MOSFET在瞬态工作条件下能够承受的最大电流。
超过峰值漏极电流的电流将导致MOSFET的过热和损坏。
9. 开关损耗(Psw):开关损耗是指MOSFET在开关过程中消耗的功率。
开关损耗的大小直接影响了MOSFET的效率和发热量。
10. 内部电容(Ciss和Coss):内部电容是指MOSFET内部的电容。
电力场效应晶体管(MOSFET)
跨导反映了栅源电压对漏极电流的控制能力。
电力电子器件概述
7 极间 电容
MOSFET的三个电极之间分别存 在极间电容CGS、CGD和CDS。
一般生产厂家提供的是漏源极短路的输入电容Ciss、 共源极输出电容Ccss和反向转移电容Crss。它们之 间的关系是:
Ciss=CGS+CGD Crss=CGD Ccss=CDS+CGD
场效应管能承受的最高工 作电压,是标称MOSFET 额定电压的参数。
通常选UDS为实际工作电压的2~3倍。
2 漏极直流 电流ID和 漏极脉冲 电流幅值 IDM
3
通态 电阻 Ron
电力电子器件概述
在规定的测试条件下,最大 漏极直流电流、漏极脉冲电 流的幅值,是标称MOSFET额 定电流的参数。
在一定栅源电压下,MOSFET 从可变电阻区进入饱和区时的 直流电阻值。
一次开通、关断损耗分别为Pon、Poff,则有
开关损耗: PS=(Pon+Poff)ƒ
通态损耗: PC=RonID²
断态损耗: PL=0
应用高频开关
MOSFET内部发热功率 : PD≈PS+P注C 意开关损耗
使用时应限制器件的功耗,使PD>PDmax,并提供
良好的散热条件使器件温升不超过额定温升。
电力电子器件概述
过式 Ps=1/2UdI0fs(tc(on)+tc(off)) 可知,此时可以具有很 高的开关速度。
❊300~400V等级的MOSFET仅仅当开关频率超出
30~100kHZ时才与双极晶体管差不多。
❊低电压时多选择MOSFET。
电力电子器件概述
❊当额定电压超过1000V,但额定电流比较小时,
MOS 场效应晶体管
工作原理
mosfet通过在金属-氧化物-半导 体结构上施加电压,控制电子流动, 实现信号放大和开关作用。
结构
mosfet由栅极、源极、漏极和半导 体层组成,具有对称的结构。
mos 场效应晶体管的应用
集成电路
mosfet是集成电路中的基本元件, 广泛应用于数字电路和模拟电路 中。
工作原理概述
电压控制
导电通道的形成与消失
mos场效应晶体管是一种电压控制器 件,通过在栅极施加电压来控制源极 和漏极之间的电流流动。
随着栅极电压的变化,导电通道的形 成与消失,从而控制源极和漏极之间 的电流流动。
反型层
当在栅极施加正电压时,会在半导体 表面产生一个反型层,使得源极和漏 极之间形成导电通道。
电压与电流特性
转移特性曲线
描述栅极电压与漏极电流之间关 系的曲线。随着栅极电压的增加, 漏极电流先增加后减小,呈现出
非线性特性。
跨导特性
描述源极电压与漏极电流之间关 系的曲线。跨导反映了mos场效
应晶体管的放大能力。
输出特性曲线
描述漏极电压与漏极电流之间关 系的曲线。在一定的栅极电压下, 漏极电流随着漏极电压的增加而
增加,呈现出线性特性。
Part
03
mos 场效应晶体管的类型与 特性
nmos 场效应晶体管
总结词
NMOS场效应晶体管是一种单极型晶体管,其导电沟道由负电荷主导。
详细描述
NMOS场效应晶体管通常由硅制成,其导电沟道由负电荷主导,因此被称为 NMOS。在NMOS中,电子是主要的载流子,其源极和漏极通常为n型,而衬 底为p型。
制造工艺中的挑战与解决方案
1 2 3
mos管分类及区别
mos管分类及区别一、什么是MOSFETMOSFET(MOS场效应晶体管)是一种由摩尔定律驱动的场效应晶体管,它是一种电子电路的重要组成部分。
MOSFET由一个晶体管、两个电极和一种层状晶体组成,它的工作原理是在晶体管内部建立一种弥散场,让两个电极间系统通过电子流或离子流在此间进行对话。
二、MOSFET的分类1.根据结构可将MOSFET分为四大类:(1)单极型MOSFET(JFET):这种类型MOSFET最常见,它由一个单独的晶体管、三个引线和一个漏极组成。
它的工作原理是在晶体管内部建立一个非常弱的弥散场,弥散场的大小可以调节,用以控制电流的流动。
(2)双极型MOSFET(MosFET。
):这种MOSFET由两组晶体管连接而成,每组中包括一个漏极和一个栅极。
当栅极电压高于漏极电压时晶体管处于导通状态,反之电流流动会被阻隔。
(3)可控硅(SCR):可控硅是一种特殊形式的双极型MOSFET,可控硅由多个晶体管组成,具有更加可靠的工作特性,具有更低的静态电消耗,可控硅在马达控制、设备故障保护、分子流控等场合中应用十分广泛。
(4)充电/放电器件(Damp):这种类型的MOSFET具有存储电荷和放电功能,在内部有一个可控制的好离子层,因此可用作电容或内部电路高压电源的装置。
2.根据功能可将MOSFET分为5类:(1)普通功率晶体管(Power MOSFET):这种MOSFET主要用于功率转换,如DC - DC转换器、AC - DC转换器等,它们的器件电阻比较低,可以高效率的实现大功率电转换。
(2)可控硅(SCR):这种MOSFET属于双极型的,可控硅的特点是电阻低、瞬时功率大,可用于马达控制、电磁阀控制、工厂设备故障保护等多种电源应用中。
(3)整流晶体管(Rectifier MOSFET):这种MOSFET主要用来实现DC - AC、AC - AC之间的电压变化,它具有更低的静态电消耗,能够实现更高效率的电压转换。
mosfet管的选型
mosfet管的选型MOSFET管的选型MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)是一种常用的电子元件,广泛应用于各种电路中。
在选择MOSFET管时,我们需要考虑多个因素,以确保电路的性能和稳定性。
本文将介绍一些关键的选型要点和常见的MOSFET参数,帮助读者更好地进行选型决策。
我们需要了解MOSFET的基本工作原理和结构。
MOSFET由源极(S)、漏极(D)和栅极(G)组成。
通过在栅极施加电压,可以控制漏极和源极之间的电流。
MOSFET有两种类型:N沟道MOSFET(N-MOSFET)和P沟道MOSFET(P-MOSFET),其区别在于电荷载流子类型的不同。
在选型过程中,第一个要考虑的因素是MOSFET的工作电压(Vds)。
这是指MOSFET能够承受的最大漏极-源极电压。
选择合适的工作电压范围是至关重要的,以确保MOSFET在实际应用中不会受到过电压的损坏。
第二个要考虑的因素是MOSFET的最大漏极电流(Id)。
这是指MOSFET能够承受的最大漏极电流。
根据实际应用需求,我们需要选择合适的最大漏极电流,以确保MOSFET能够正常工作,并不会因为过大的电流而发生故障。
除了工作电压和最大漏极电流,还有一些其他重要的参数需要考虑。
其中之一是阈值电压(Vth),它是指在栅极和源极之间的电压,MOSFET开始导通的最低电压。
阈值电压的选择将直接影响MOSFET 的导通特性和工作状态。
我们还需要考虑MOSFET的导通电阻(Rds(on))。
导通电阻是指当MOSFET导通时,漏极和源极之间的电压降。
较低的导通电阻将导致更高的效率和更小的功耗,因此在一些高性能应用中,选择具有较低导通电阻的MOSFET是非常重要的。
除了这些参数,还有一些其他因素也需要考虑,例如开关速度、温度特性、封装类型和价格等。
这些因素根据实际应用需求和预算来决定。
为了确保选型的准确性,我们可以参考厂商提供的数据手册和应用指南。
这些资料通常包含详细的参数表、性能曲线和应用电路,可以帮助我们更好地了解和评估不同型号的MOSFET。
MOS管选型指南
MOS管选型指南MOSFET,即金属氧化物半导体场效应晶体管,是一种常用的功率开关器件。
其结构简单,能够在低电压下工作,并具有高开关速度和低开关损耗等优点。
因此,MOSFET广泛应用于电力电子、汽车电子、工业控制和通信设备等领域。
在选择MOSFET时,需要考虑以下几个方面:1.电压与电流要求:首先,需要确定所需工作电压和电流范围。
根据应用的不同,MOSFET的电压和电流要求可能有所不同。
例如,电力电子领域通常需要承受较高的电压和电流,而通信设备领域则可能对电压和电流有较严格的限制。
2.耗散功率:MOSFET的耗散功率也是选择的重要考虑因素之一、当MOSFET处于导通状态时,其内部会产生一定的功耗,这会导致器件发热。
当功耗过大时,需要采取散热措施或选择功耗较低的器件。
3.开关速度:开关速度是指MOSFET从导通到截止(或相反)的时间。
一般来说,开关速度较快的MOSFET能够更快地响应控制信号,实现高频开关。
对于一些高频开关电路,如无线通信设备中的射频开关,开关速度要求较高。
4.RDS(ON):RDS(ON)是MOSFET的导通电阻。
导通电阻越小,MOSFET的开关损耗就越小,并且能够更好地导通高电流。
因此,在选择MOSFET 时,需要根据应用的要求选择合适的RDS(ON)。
5.均衡特性:MOSFET的均衡特性是指在不同工况下,如温度、电压和电流等,其关键参数是否保持稳定。
一些高可靠性应用,如航空航天和军事领域,对器件的均衡特性要求较高。
6.可靠性:MOSFET的可靠性与其设计、制造和封装质量有关。
在选择MOSFET时,建议选择来自知名厂商的产品,并确保符合行业标准和认证要求。
此外,了解厂商的质量控制和售后服务也是必要的。
7.价格和供应链:价格和供应链也是考虑因素之一、选择合理的价格范围,并确保能够获得稳定的供应,以避免因材料短缺或停产等问题导致生产或维修困难。
总之,选型MOSFET需要综合考虑电压和电流要求、耗散功率、开关速度、RDS(ON)、均衡特性、可靠性、价格和供应链等因素。
mosfet管的作用及原理
mosfet管的作用及原理MOSFET管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor),又称金属-氧化物-半导体场效应晶体管,是一种常用的半导体器件。
它在电子电路中具有重要的作用,被广泛应用于各种电子设备和系统中。
MOSFET管的作用主要是通过控制电流的流动来实现信号的放大、开关和调节。
它是一种三端器件,包括源极(Source)、栅极(Gate)和漏极(Drain)。
通过改变栅极电压,可以控制漏极和源极之间的电流流动。
这种控制是通过栅极上的电场来实现的,而栅极与漏极之间的绝缘层则起到了隔离的作用。
MOSFET管的原理基于场效应,即通过栅极与漏极之间的电场来控制电流。
在MOSFET管中,栅极和漏极之间的绝缘层是由氧化物(通常为二氧化硅)构成的,它能够有效地隔离栅极电压和漏极电压。
当栅极电压为零时,绝缘层中没有形成导电通道,漏极和源极之间没有电流流动。
而当栅极电压增加到一定阈值以上时,绝缘层中会形成一个导电通道,从而使得漏极和源极之间的电流流动。
这个导电通道的形成是由于栅极电场的作用,通过改变栅极电压可以控制导电通道的开启和关闭,从而实现对电流的调控。
MOSFET管有两种基本类型,分别是N沟道型和P沟道型。
它们的区别在于导电通道的形成方式不同。
在N沟道型MOSFET管中,导电通道是由正电荷携带者即电子形成的;而在P沟道型MOSFET 管中,导电通道是由负电荷携带者即空穴形成的。
通过控制栅极电压,可以使导电通道的形成与否和导电通道的导电性质发生变化,从而实现对电流的调控。
MOSFET管具有许多优点,使得它成为现代电子电路中的重要元件。
首先,MOSFET管的输入电阻非常高,输出电阻非常低,能够有效地降低功耗。
其次,MOSFET管的开关速度非常快,能够实现高频率的开关操作。
此外,MOSFET管的体积小、重量轻,适合集成化和微型化的应用。
此外,由于MOSFET管的工作原理是通过电场来控制电流,因此具有较好的线性特性和稳定性。
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一、场效应管的分类
场效应管分结型、绝缘栅型两大类。
结型场效应管(JFET)因有两个PN结而得名,绝缘栅型场效应管(JGFET)则因栅极与其它电极完全绝缘而得名。
目前在绝缘栅型场效应管中,应用最为广泛的是MOS场效应管,简称MOS管(即金属-氧化物-半导体场效应管MOSFET);此外还有PMOS、NMOS和VMOS功率场效应管,以及最近刚问世的πMOS场效应管、VMOS功率模块等。
按沟道半导体材料的不同,结型和绝缘栅型各分沟道和P沟道两种。
若按导电方式来划分,场效应管又可分成耗尽型与增强型。
结型场效应管均为耗尽型,绝缘栅型场效应管既有耗尽型的,也有增强型的。
场效应晶体管可分为结场效应晶体管和MOS场效应晶体管。
而MOS场效应晶体管又分为N沟耗尽型和增强型;P沟耗尽型和增强型四大类。
见下图。
二、场效应三极管的型号命名方法
现行有两种命名方法。
第一种命名方法与双极型三极管相同,第三位字母J 代表结型场效应管,O代表绝缘栅场效应管。
第二位字母代表材料,D是P型硅,反型层是N沟道;C是N型硅P沟道。
例如,3DJ6D是结型N沟道场效应三极管,3DO6C 是绝缘栅型N沟道场效应三极管。
第二种命名方法是CS××#,CS代表场效应管,××以数字代表型号的序号,#用字母代表同一型号中的不同规格。
例如CS14A、CS45G等。
三、场效应管的参数
场效应管的参数很多,包括直流参数、交流参数和极限参数,但一般使用时关注以下主要参数:
1、I
DSS —饱和漏源电流。
是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中,栅极电压U
GS
=0
时的漏源电流。
2、U
P
—夹断电压。
是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中,使漏源间刚截止时的栅极电压。
3、U
T
—开启电压。
是指增强型绝缘栅场效管中,使漏源间刚导通时的栅极电压。
4、g
M —跨导。
是表示栅源电压U
GS
—对漏极电流I
D
的控制能力,即漏极电
流I
D 变化量与栅源电压U
GS
变化量的比值。
g
M
是衡量场效应管放大能力的重要
参数。
5、BU
DS —漏源击穿电压。
是指栅源电压U
GS
一定时,场效应管正常工作所能承
受的最大漏源电压。
这是一项极限参数,加在场效应管上的工作电压必须小于
BU
DS。
6、P
DSM
—最大耗散功率。
也是一项极限参数,是指场效应管性能不变坏时所允
许的最大漏源耗散功率。
使用时,场效应管实际功耗应小于P
DSM
并留有一定余量。
7、I
DSM
—最大漏源电流。
是一项极限参数,是指场效应管正常工作时,漏源间
所允许通过的最大电流。
场效应管的工作电流不应超过I
DSM
几种常用的场效应三极管的主要参数
四、场效应管的作用
1、场效应管可应用于放大。
由于场效应管放大器的输入阻抗很高,因此耦合电容可以容量较小,不必使用电解电容器。
2、场效应管很高的输入阻抗非常适合作阻抗变换。
常用于多级放大器的输入级作阻抗变换。
3、场效应管可以用作可变电阻。
4、场效应管可以方便地用作恒流源。
5、场效应管可以用作电子开关。
五、场效应管的测试
1、结型场效应管的管脚识别:
场效应管的栅极相当于晶体管的基极,源极和漏极分别对应于晶体管的发射极和集电极。
将万用表置于R×1k档,用两表笔分别测量每两个管脚间的正、反
向电阻。
当某两个管脚间的正、反向电阻相等,均为数KΩ时,则这两个管脚为漏极D和源极S(可互换),余下的一个管脚即为栅极G。
对于有4个管脚的结型场效应管,另外一极是屏蔽极(使用中接地)。
2、判定栅极
用万用表黑表笔碰触管子的一个电极,红表笔分别碰触另外两个电极。
若两次测出的阻值都很小,说明均是正向电阻,该管属于N沟道场效应管,黑表笔接的也是栅极。
制造工艺决定了场效应管的源极和漏极是对称的,可以互换使用,并不影响电路的正常工作,所以不必加以区分。
源极与漏极间的电阻约为几千欧。
注意不能用此法判定绝缘栅型场效应管的栅极。
因为这种管子的输入电阻极高,栅源间的极间电容又很小,测量时只要有少量的电荷,就可在极间电容上形成很高的电压,容易将管子损坏。
3、估测场效应管的放大能力
将万用表拨到R×100档,红表笔接源极S,黑表笔接漏极D,相当于给场效应管加上1.5V的电源电压。
这时表针指示出的是D-S极间电阻值。
然后用手指捏栅极G,将人体的感应电压作为输入信号加到栅极上。
由于管子的放大作用,UDS和ID都将发生变化,也相当于D-S极间电阻发生变化,可观察到表针有较大幅度的摆动。
如果手捏栅极时表针摆动很小,说明管子的放大能力较弱;若表针不动,说明管子已经损坏。
由于人体感应的50Hz交流电压较高,而不同的场效应管用电阻档测量时的工作点可能不同,因此用手捏栅极时表针可能向右摆动,也可能向左摆动。
少数的管子RDS减小,使表针向右摆动,多数管子的RDS增大,表针向左摆动。
无论表针的摆动方向如何,只要能有明显地摆动,就说明管子具有放大能力。
本方法也适用于测MOS管。
为了保护MOS场效应管,必须用手握住螺钉旋具绝缘柄,用金属杆去碰栅极,以防止人体感应电荷直接加到栅极上,将管子损坏。
MOS管每次测量完毕,G-S结电容上会充有少量电荷,建立起电压UGS,再接着测时表针可能不动,此时将G-S极间短路一下即可。
目前常用的结型场效应管和MOS型绝缘栅场效应管的管脚顺序如下图所
示。
六、常用场效用管
1、MOS场效应管
即金属-氧化物-半导体型场效应管,英文缩写为MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor),属于绝缘栅型。
其主要特点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(最高可达1015Ω)。
它也分N沟道管和P沟道管,符号如图1所示。
通常是将衬底(基板)与源极S接在一起。
根据导电方式的不同,MOSFET又分增强型、耗尽型。
所谓增强型是指:当VGS=0时管子是呈截止状态,加上正确的VGS后,多数载流子被吸引到栅极,从而“增强”了该区域的载流子,形成导电沟道。
耗尽型则是指,当VGS=0时即形成沟道,加上正确的VGS时,能使多数载流子流出沟道,因而“耗尽”了载流子,使管子转向截止。
以N沟道为例,它是在P型硅衬底上制成两个高掺杂浓度的源扩散区N+和漏扩散区N+,再分别引出源极S和漏极D。
源极与衬底在内部连通,二者总保持等电位。
图1(a)符号中的前头方向是从外向电,表示从P型材料(衬底)指身N型沟道。
当漏接电源正极,源极接电源负极并使VGS=0时,沟道电流(即漏极电流)ID=0。
随着VGS逐渐升高,受栅极正电压的吸引,在两个扩散区之间就感应出带负电的少数载流子,形成从漏极到源极的N型沟道,当VGS大于管子的开启电压VTN(一般约为+2V)时,N沟道管开始导通,形成。