MOSFET结构,工作原理及在NOTEBOOK 中的主要应用方式0213

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mosfet工作原理

mosfet工作原理

mosfet工作原理
MOSFET,即金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor),是一种常用的电子器件。

它是由金属-氧化物-半导体结构组成的,其中金属是用作电极,氧化物作为绝缘层,半导体用于控制电流的流动。

MOSFET的工作原理基于场效应。

场效应是指通过加电场来改变半导体导电性质的现象。

MOSFET有三个电极,即源极(Source)、漏极(Drain)和栅极(Gate)。

当栅极与源极之间的电压(称为栅源电压)低于临界电压时,MOSFET处于关态,导通电流较小;当栅源电压高于临界电压时,MOSFET 处于开态,导通电流较大。

在MOSFET中,栅源电压的变化会引起栅极下方的氧化层形成一个电荷层,这个电荷层的分布会改变半导体的导电性质。

当栅源电压低于临界电压时,电荷层形成,并且电流无法通过MOSFET。

而当栅源电压高于临界电压时,电荷层被抵消或者撤去,使得电流能够自由通过MOSFET。

在MOSFET中,通过栅极电压的变化,可以控制MOSFET的导通与关断,因此可用作开关或放大器。

与普通晶体管相比,MOSFET具有较低的输入电阻和较高的输入电容,同时功耗较低。

因此,MOSFET广泛应用于集成电路、功率放大器、信号处理器等领域。

mosfet工作原理

mosfet工作原理

金属-氧化物半导体场效应晶体管,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"(工作载流子)的极性不同,可分为"N型"与"P型" 的两种类型,通常又称为NMOSFET与PMOSFET,其他简称上包括NMOS、PMOS等。

结构:典型平面N沟道增强型NMOSFET的剖面图。

它用一块P型硅半导体材料作衬底,在其面上扩散了两个N型区,再在上面覆盖一层二氧化硅(SiO2)绝缘层,最后在N区上方用腐蚀的方法做成两个孔,用金属化的方法分别在绝缘层上及两个孔内做成三个电极:G(栅极)、S(源极)及D(漏极),栅极G与漏极D及源极S是绝缘的,D与S之间有两个PN结。

一般情况下,衬底与源极在内部连接在一起,这样,相当于D与S之间有一个PN结。

常见的N沟道增强型MOSFET的基本结构图。

为了改善某些参数的特性,如提高工作电流、提高工作电压、降低导通电阻、提高开关特性等有不同的结构及工艺,构成所谓VMOS、DMOS、TMOS等结构。

虽然有不同的结构,但其工作原理是相同的,这里就不一一介绍了。

工作原理:要使增强型N沟道MOSFET工作,要在G、S之间加正电压VGS及在D、S之间加正电压VDS,则产生正向工作电流ID。

改变VGS的电压可控制工作电流ID。

若先不接VGS(即VGS=0),在D与S极之间加一正电压VDS,漏极D与衬底之间的PN结处于反向,因此漏源之间不能导电。

如果在栅极G与源极S之间加一电压VGS。

此时可以将栅极与衬底看作电容器的两个极板,而氧化物绝缘层作为电容器的介质。

当加上VGS时,在绝缘层和栅极界面上感应出正电荷,而在绝缘层和P型衬底界面上感应出负电荷。

MOSFET的工作原理

MOSFET的工作原理

MOSFET场效应管的工作原理自1976年开发出功率MOSFET以来,由于半导体工艺技术的发展,它的性能不断提高:如高压功率MOSFET其工作电压可达1000V;低导通电阻MOSFET其阻值仅lOmΩ;工作频率范围从直流到达数兆赫;保护措施越来越完善;并开发出各种贴片式功率MOSFET(如Siliconix最近开发的厚度为1.5mm“Little Foot系列)。

另外,价格也不断降低,使应用越来越广泛,不少地方取代双极型晶体管。

功率MOSFET主要用于计算机外设(软、硬驱动器、打印机、绘图机)、电源(AC/DC变换器、DC/DC变换器)、汽车电子、音响电路及仪器、仪表等领域。

本文将介绍功率MOSFET的结构、工作原理及基本工作电路。

什么是MOSFET“MOSFET”是英文MetalOxide Semicoductor Field Effect Transistor的缩写,译成中文是“金属氧化物半导体场效应管”。

它是由金属、氧化物(SiO2或SiN)及半导体三种材料制成的器件。

所谓功率MOSFET(Power MOSFET)是指它能输出较大的工作电流(几安到几十安),用于功率输出级的器件。

MOSFET的结构图1是典型平面N沟道增强型MOSFET的剖面图。

它用一块P型硅半导体材料作衬底(图la),在其面上扩散了两个N型区(图lb),再在上面覆盖一层二氧化硅(SiQ2)绝缘层(图lc),最后在N区上方用腐蚀的方法做成两个孔,用金属化的方法分别在绝缘层上及两个孔内做成三个电极:G(栅极)、S (源极)及D(漏极),如图1d所示。

从图1中可以看出栅极G与漏极D及源极S是绝缘的,D与S之间有两个PN结。

一般情况下,衬底与源极在内部连接在一起。

图1是N沟道增强型MOSFET的基本结构图。

为了改善某些参数的特性,如提高工作电流、提高工作电压、降低导通电阻、提高开关特性等有不同的结构及工艺,构成所谓VMOS、DMOS、TMOS等结构。

[整理]MOSFET的基本原理.

[整理]MOSFET的基本原理.

MOSFET的基本原理功率场效应管(Power MOSFET)也叫电力场效应晶体管,是一种单极型的电压控制器件,不但有自关断能力,而且有驱动功率小,开关速度高、无二次击穿、安全工作区宽等特点。

由于其易于驱动和开关频率可高达500kHz,特别适于高频化电力电子装置,如应用于DC/DC变换、开关电源、便携式电子设备、航空航天以及汽车等电子电器设备中。

但因为其电流、热容量小,耐压低,一般只适用于小功率电力电子装置。

一、电力场效应管的结构和工作原理电力场效应晶体管种类和结构有许多种,按导电沟道可分为P沟道和N沟道,同时又有耗尽型和增强型之分。

在电力电子装置中,主要应用N沟道增强型。

电力场效应晶体管导电机理与小功率绝缘栅MOS管相同,但结构有很大区别。

小功率绝缘栅MOS管是一次扩散形成的器件,导电沟道平行于芯片表面,横向导电。

电力场效应晶体管大多采用垂直导电结构,提高了器件的耐电压和耐电流的能力。

按垂直导电结构的不同,又可分为2种:V形槽VVMOSFET和双扩散VDMOSFET。

电力场效应晶体管采用多单元集成结构,一个器件由成千上万个小的MOSFET组成。

N沟道增强型双扩散电力场效应晶体管一个单元的部面图,如图1(a)所示。

电气符号,如图1(b)所示。

电力场效应晶体管有3个端子:漏极D、源极S和栅极G。

当漏极接电源正,源极接电源负时,栅极和源极之间电压为0,沟道不导电,管子处于截止。

如果在栅极和源极之间加一正向电压U GS,并且使U GS大于或等于管子的开启电压U T,则管子开通,在漏、源极间流过电流I D。

U GS超过U T越大,导电能力越强,漏极电流越大。

二、电力场效应管的静态特性和主要参数Power MOSFET静态特性主要指输出特性和转移特性,与静态特性对应的主要参数有漏极击穿电压、漏极额定电压、漏极额定电流和栅极开启电压等。

1、静态特性(1)输出特性输出特性即是漏极的伏安特性。

特性曲线,如图2(b)所示。

MOS管总结

MOS管总结

MOS管总结金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,简称MOSFET),是一种常用的半导体器件,也是现代集成电路中使用最广泛的晶体管之一、它具有低功耗、高密度集成、开关速度快等优点,在数字电子技术和模拟电路中有着广泛的应用。

以下是关于MOSFET的总结。

首先介绍MOSFET的结构。

MOSFET由P型或N型半导体基底、一层绝缘层和一层金属导电层组成。

结构上分为两种类型:N沟道型(N-channel)和P沟道型(P-channel)。

N沟道型中,基底是P型半导体,沟道区是N型半导体;而P沟道型中,基底是N型半导体,沟道区是P型半导体。

通过对绝缘层上的金属导电层的电压控制,可以控制沟道区的导电状态,从而实现电流的传输和控制。

MOSFET的工作原理是基于场效应。

当在绝缘层上施加正向电压,形成电场时,电子或空穴会沿着绝缘层与沟道区界面堆积。

当基极与沟道区间的电压大于临界值(即门阈电压),沟道区的电导性会发生变化,导致电流的传输。

N沟道型中,当施加正向电压时,电子会从源极流向漏极;而P沟道型中,当施加负向电压时,空穴会从源极流向漏极。

MOSFET的应用十分广泛。

在数字电子技术中,MOSFET作为开关管常用于逻辑电路、存储器和微处理器等集成电路中。

由于其开关速度快、功耗低,使其成为现代电子产品节能和性能优化的重要组成部分。

在模拟电路中,MOSFET的工作在放大和调整电流等方面起着重要作用,例如在放大器、运算放大器和模拟开关等电路中广泛应用。

然而,在实际应用中,MOSFET也存在一些问题。

首先是漏电流问题,由于绝缘层不能将电流完全隔离,部分电流会通过绝缘层流失,导致功耗上升。

其次是热量问题,由于MOSFET工作时需要消耗能量,并产生热量,如果不能及时散热,会影响其性能。

此外,MOSFET还对电压变化和电磁干扰比较敏感,需要适当的抗干扰措施以保证其正常工作。

MOS场效应管的基本结构和工作原理

MOS场效应管的基本结构和工作原理

MOS场效应管的基本结构和工作原理很多人对MOS场效应管的工作原理、基本结构和检测方法不是很了解,尤其对于电工来说,如果有一个直观的概念可能在日常工作中能节省很多时间,而小编今天就搜集了整个对MOS场效应管的详细介绍,希望对各位电工朋友有所帮助。

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,即金属氧化物合成半导体的场效应晶体管),属于绝缘栅型。

特点: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。

通常是将衬底(基板)与源极S接在一起。

MOS场效应管的基本结构和工作原理MOS场效应三极管分为:增强型(又有N沟道、P沟道之分)及耗尽型(分有N沟道、P沟道)。

N沟道增强型MOSFET的结构示意图和符号见图1。

其中:电极 D(Drain)称为漏极,相当双极型三极管的集电极;电极 G(Gate)称为栅极,相当于的基极;电极 S(Source)称为源极,相当于发射极。

1、N沟道增强型MOSFET(1)结构根据图1,N沟道增强型MOSFET基本上是一种左右对称的拓扑结构,它是在P型半导体上生成一层SiO2 薄膜绝缘层,然后用光刻工艺扩散两个高掺杂的N型区,从N型区引出电极,一个是漏极D,一个是源极S。

在源极和漏极之间的绝缘层上镀一层金属铝作为栅极G。

P型半导体称为衬底,用符号B表示(2)工作原理① 栅源电压VGS的控制作用当VGS=0 V时,漏源之间相当两个背靠背的二极管,在D、S之间加上电压不会在D、S间形成电流。

当栅极加有电压时,若0<VGS<VGS(th)时,通过栅极和衬底间的电容作用,将靠近栅极下方的P型半导体中的空穴向下方排斥,出现了一薄层负离子的耗尽层。

耗尽层中的少子将向表层运动,但数量有限,不足以形成沟道,将漏极和源极沟通,所以仍然不足以形成漏极电流ID。

MOSFET结构及工作原理,动态特性

MOSFET结构及工作原理,动态特性

MOSFET结构及工作原理,动态特性:MOS(Metal Oxide Semiconductor金属氧化物半导体),FET(Field Effect Transistor 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。

MOSFET的种类按导电沟道可分为P沟道和N沟道。

电路符号如下图所示:下图1是典型平面N沟道增强型MOSFET的剖面图。

它用一块P型硅半导体材料作衬底(图la),在其面上扩散了两个N型区(图lb),再在上面覆盖一层二氧化硅SIO2绝缘层(图lc),最后在N区上方用腐蚀的方法做成两个孔,用金属化的方法分别在绝缘层上及两个孔内做成三个电极:G(栅极)、S(源极)及D(漏极),如图1d所示。

从图1中可以看出栅极G与漏极D及源极S是绝缘的,D与S之间有两个PN结。

图1:通常,漏极D与电源正极连接,源极与电源负极连接。

在未加栅极电压时,漏极与源极的沟道有两个背靠背的PN结,所以漏极电流几乎为零。

当栅极G与源极之间加上正电压但是,金属栅极被充电而聚集起正电荷,正电荷建立起的电场排斥靠近SIO2底面下的P型半导体中的空穴,形成耗尽层。

如果栅极电压进一步加大,直到V GS=V T(开启电压)时,由于电场足够强,不仅会把P型半导体表面的空穴赶走,,而且还会吸引一定数量的电子聚集在两个N区之间。

V GS越大,积累的电子越多。

这种作用使得与SIO2交界面处的衬底由P型转化为N型,这个感应生成的N型半导体薄层称为反型层。

由于反型层的出现,使得原来的PN结消失,并且在漏极与源极之间搭建起N型导电沟道。

这时在漏极电压VDS的作用下,电子就会自源极经沟道电阻流向漏极,使外电路中产生的漏极电流I D.V GS越大,感应生成的N型导电沟道越深,因而ID越大,因此称之为N型导电沟道增强型MOS场效应管.当V GS>V T时,导电沟道已经形成。

在DS间外加正向电压V DS后,漏极电流I D沿沟道产生电压降,使沟道上各点与栅极之间的电压不再相等,该电压削弱了栅极中正电荷电场的作用,使沟道从源极到漏极逐渐变窄。

MOSFET结构及其工作原理详解

MOSFET结构及其工作原理详解

1.MOSFET的 工作原理MOSFET的原意是:MOS(Metal Oxide Semiconductor金属氧化物半导体),FET(Field Effect Transistor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(Metal Oxide Semiconductor FET),简称功率MOSFET(Power MOSFET)。

结型功率场效应晶体管一般称作静电感应晶体管(Static Induction Transistor——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 (Vertical MOSFET),大大提高了MOSFET器件的耐压和耐电流能力。

功率MOSFET的结构图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(Vertical Double‐diffused MOSFET),本文主要以VDMOS 器件为例进行讨论。

功率场效应管的结构,工作原理及应用

功率场效应管的结构,工作原理及应用

功率场效应管(MOSFET)的结构,工作原理及应用本文将介绍功率场效应管(MOSFET)的结构、工作原理及基本工作电路。

什么是场效应管(MOSFET)“场效应管(MOSFET)”是英文MetalOxide Semicoductor Field Effect Transistor的缩写,译成中文是“金属氧化物半导体场效应管”。

它是由金属、氧化物(SiO2或SiN)及半导体三种材料制成的器件。

所谓功率场效应管(MOSFET)(Power 场效应管(MOSFET))是指它能输出较大的工作电流(几安到几十安),用于功率输出级的器件。

场效应管(MOSFET)的结构图1是典型平面N沟道增强型场效应管(MOSFET)的剖面图。

它用一块P型硅半导体材料作衬底(图la),在其面上扩散了两个N型区(图lb),再在上面覆盖一层二氧化硅(SiQ2)绝缘层(图lc),最后在N区上方用腐蚀的方法做成两个孔,用金属化的方法分别在绝缘层上及两个孔内做成三个电极:G(栅极)、S(源极)及D(漏极),如图1d所示。

从图1中可以看出栅极G与漏极D及源极S是绝缘的,D与S之间有两个PN结。

一般情况下,衬底与源极在内部连接在一起。

图1是N沟道增强型场效应管(MOSFET)的基本结构图。

为了改善某些参数的特性,如提高工作电流、提高工作电压、降低导通电阻、提高开关特性等有不同的结构及工艺,构成所谓VMOS、DMOS、TMOS等结构。

图2是一种N沟道增强型功率场效应管(MOSFET)的结构图。

虽然有不同的结构,但其工作原理是相同的,这里就不一一介绍了。

场效应管(MOSFET)的工作原理要使增强型N沟道场效应管(MOSFET)工作,要在G、S之间加正电压VGS及在D、S 之间加正电压VDS,则产生正向工作电流ID。

改变VGS的电压可控制工作电流ID。

如图3所示(上面↑)。

若先不接VGS(即VGS=0),在D与S极之间加一正电压VDS,漏极D与衬底之间的PN结处于反向,因此漏源之间不能导电。

MOSFET 的原理 特性 作用及应用

MOSFET 的原理  特性  作用及应用

RS
1
2
RG
1
2
1
Vg
Ciss
2
Driver
MOSFET
PG VgQgfs RG RS RG
2021/6/29
24
MOSFET power loss for DC/DC Conversion(cont.)
PC IDrms2 RDSon
PL IDSS VDS1 D PD IRDavgVFavg
Ioff VT
Rds(on) ) Rg
Ioff
gm
Crss
t4
Rg
Ciss
ln1
I off gm VT
2021/6/29
26
MOSFET power loss for DC/DC Conversion(cont.)
gm t1 ,t2 ,t3 ,t4 Ciss,Crss, Rg t1 ,t2 ,t3 ,t4 VT t1 ,t2 ,t3 ,t4
Cgd(@Vgd 10.5V) Cgs(@Vgs 1.5V)
Vin 12V
Cgd Crss Cgs(@Vgs 1.5V) Ciss Cgd(@0V)
Qg, total Vin (Cgs Cgd) Vin Ciss
Qgs Qg, total - Qgd
2021/6/29
12
2021/6/29
31
Basic DC-DC buck converter architecture
Rin Vcc
SGND
COMP
FB
PGOOD EN
VSEN
VID0
PWM
VID1 PWM
ISEN
VID2 Controllor

MOSFET工作原理讲

MOSFET工作原理讲

MOSFET工作原理讲MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)是一种重要的电子器件,可以用于多种应用,如功率放大器、开关、模拟电路、数字逻辑等。

理解MOSFET的工作原理对于深入理解电子器件的工作原理以及应用至关重要。

MOSFET的工作原理是基于金属氧化物半导体结构。

它由四个主要区域组成:衬底(substrate)、源极(source)、漏极(drain)和栅极(gate)。

衬底是整个结构的晶体材料,普遍采用硅(Si)。

源极和漏极是衬底上掺杂有特定杂质的区域,通常是N型或P型半导体。

栅极是一个金属或多晶硅的电极,通过绝缘层(通常使用氧化硅)与衬底区域隔离。

当没有外部电压施加到MOSFET时,源极和漏极之间没有电流通过,MOSFET处于关闭状态。

当施加一个正电压到源极,负电压到漏极时,衬底被拉低,通过漏极的电流几乎为零。

这种情况下,栅极与衬底之间的绝缘层是反向偏置的。

当施加一个正电压到栅极时,使得栅极和衬底之间形成一个电场。

这个电场导致绝缘层内部的电子受到排斥,形成一个反向沟道(region)。

如果栅极电压达到一个临界值,称为门阈电压(threshold voltage),则沟道完全形成,漏极和源极之间的电流开始流动。

这时,MOSFET处于开启状态。

栅极电场的影响使得沟道的导电特性由栅极电压控制。

在MOSFET中,有两种常见的结构:n沟道MOSFET(NMOS)和p沟道MOSFET(PMOS)。

在NMOS中,沟道区是由N型材料组成的,漏极和源极是P型材料。

在PMOS 中,沟道区是由P型材料组成的,漏极和源极是N型材料。

当NMOS或PMOS处于开启状态时,漏极和源极之间的电流正比于栅极电压与门阈电压之间的差值。

如果栅极电压高于门阈电压,则沟道导电性增强,电流增大。

如果栅极电压低于门阈电压,则沟道导电性减弱,电流减小。

MOSFET的特点之一是具有高输入阻抗。

输入阻抗是指输入端读取电流和电压之间的比例关系。

mos场效应管工作原理

mos场效应管工作原理

mos场效应管工作原理场效应管(MOSFET)是一种常见的半导体器件,它在现代电子设备中起着至关重要的作用。

它是一种电压控制型的场效应晶体管,由于其高输入阻抗和低输出阻抗,被广泛应用于放大、开关和电压控制等电路中。

下面我们将详细介绍MOS场效应管的工作原理。

MOS场效应管由金属氧化物半导体(Metal-Oxide-Semiconductor)组成,其基本结构包括栅极、漏极和源极。

其中,栅极是通过栅极氧化层与半导体材料隔离开的,这就使得栅极和半导体之间的电容可以通过控制栅极电压来控制。

当在栅极上施加一个电压时,栅极和半导体之间的电场就会发生变化,从而改变了半导体中的载流子浓度,最终影响了MOS管的导通特性。

在MOS场效应管中,当栅极电压为零时,栅极和半导体之间不存在电场,此时MOS管处于截止状态,无法导电。

而当栅极电压增加到一定程度时,电场会穿透栅极氧化层,影响半导体中的载流子浓度,使得漏极和源极之间形成导电通道,此时MOS管处于导通状态。

因此,MOS场效应管的工作原理可以简单地描述为,通过改变栅极电压来控制漏极和源极之间的导电通道,从而实现对电流的控制。

MOS场效应管的工作原理可以进一步解释为栅极电压改变了半导体中的电荷分布,当栅极电压增加时,半导体中的电荷浓度也会相应地增加,从而改变了漏极和源极之间的导电特性。

这种电荷控制的特性使得MOS管具有了高输入阻抗和低输出阻抗的特点,能够在电路中起到放大、开关和电压控制等作用。

总的来说,MOS场效应管的工作原理是通过改变栅极电压来控制漏极和源极之间的导电通道,从而实现对电流的控制。

它具有高输入阻抗、低输出阻抗的特点,在现代电子设备中得到了广泛的应用。

希望通过本文的介绍,能够更好地理解MOS场效应管的工作原理,为相关领域的研究和应用提供帮助。

mosfet开关管结构

mosfet开关管结构

mosfet开关管结构
MOSFET是金属氧化物半导体场效应晶体管的缩写,它是一种常
用的半导体器件,常用于电子设备中的开关和放大器。

MOSFET的结
构包括P型衬底、绝缘层和栅极。

在N沟道MOSFET中,P型衬底上
有一层绝缘层,栅极位于绝缘层上方。

而在P沟道MOSFET中,N型
衬底上有一层绝缘层,栅极同样位于绝缘层上方。

当电压施加到栅极上时,栅极和衬底之间的电场会控制沟道中
电荷的密度,从而控制了MOSFET的导电特性。

当栅极电压足够高时,MOSFET将导通,允许电流通过;当栅极电压低于一定阈值时,MOSFET将截止,阻止电流通过。

MOSFET的结构使其具有高输入阻抗、低功耗和快速开关速度等
优点,因此在数字集成电路和功率电子设备中得到广泛应用。

希望
这些信息能够帮助你更全面地了解MOSFET的结构和工作原理。

MOS管电路工作原理及详解没有之一

MOS管电路工作原理及详解没有之一

MOS管电路工作原理及详解没有之一MOS管电路工作原理及详解没有之一MOS管(MOSFET)是一种主要用于电子设备中的电子器件,它是根据金属-氧化物-半导体结构工作的。

MOS管的工作原理如下:MOS管由四个区域组成:栅极(G)、漏极(D)、源极(S)和绝缘层(SiO2)。

绝缘层将栅极与漏源区隔离,只有电子在栅极上施加电压时才能从栅极穿过绝缘层进入漏源区。

当栅极施加正电压时,栅极与源极之间形成正电压差,这样形成的电场使得绝缘层下的沟道区域变得导电。

这个导电区域连接了漏极和源极,电流可以通过沟道流过。

当栅极上施加的电压为零或负电压时,栅极与源极之间形成负电压差,导致沟道区域的电场变弱或消失,沟道中没有电子流动,导致漏极和源极之间没有电流通过。

MOS管的工作原理基于半导体中的载流子(电子)的移动。

当栅极施加正电压时,电子受到栅极-源极电压的驱动,进入沟道区域并流向漏极,形成导电。

当栅极电压为零或负电压时,电子无法穿过绝缘层进入漏源区,导致没有电流通过。

MOS管有几个特点使得它在电子设备中广泛应用:1.高输入电阻:由于绝缘层的存在,栅极驱动能在非常小的电流下开启和关闭MOS管,使得MOS管具有高输入电阻,能够实现灵敏的信号调节和放大功能。

2.低功耗:在工作时,MOS管的功率损耗非常低,能够有效地降低电路的能耗。

3.高电流放大:MOS管的电流放大能力很强,能够在小电流输入下输出较大的电流。

4.高开关速度:MOS管的开关速度很快,能够在纳秒级别的时间内响应输入信号的变化。

5.可靠性好:MOS管的工作稳定性和寿命较长,能够在各种环境和工作条件下稳定工作。

总之,MOS管的工作原理是基于栅极控制沟道导电性的原理,通过栅极施加电压的变化来控制MOS管的导通与截止,实现对电流的调节和放大。

它具有高输入电阻、低功耗、高电流放大、高开关速度和可靠性好的特点,在电子设备中有广泛的应用。

mosfet内部结构

mosfet内部结构

MOSFET是金属-氧化物-半导体场效应晶体管的缩写,是一种利用电场控制半导体导电沟道的器件,广泛应用于集成电路、开关电源、电机驱动等领域。

MOSFET的内部结构如下:
1、MOSFET由一块低掺杂的衬底(p型或n型)为基础,上面形成两个高掺杂的区域(n+型或p+型),分别作为源极(S)和漏极(D)。

2、源极和漏极之间的区域称为沟道区,其导电性由栅极(G)的电压控制。

栅极是一层金属或多晶硅,与沟道区隔开一层绝缘的氧化层(SiO2)。

3、MOSFET的类型根据沟道区的极性和栅极电压的范围分为n沟道或p沟道,增强型或耗尽型。

增强型MOSFET需要栅极电压达到一定的开启电压才能形成导电沟道,而耗尽型MOSFET在栅极电压为零时就存在导电沟道。

4、MOSFET的工作原理是通过改变栅极电压来调节沟道区的电荷密度,从而控制沟道区的电阻和漏极电流。

当栅极电压足够大时,沟道区会形成反型层,即与衬底相反的极性,此时沟道区导电,MOSFET导通;当栅极电压足够小时,沟道区没有反型层,此时沟道区不导电,MOSFET截止。

mosfet管的工作原理

mosfet管的工作原理

mosfet管的工作原理小伙伴,今天咱们来唠唠MOSFET管这个超有趣的小玩意儿的工作原理。

MOSFET管,全名叫金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管(Metal - Oxide - Semiconductor Field - Effect Transistor),名字听起来是不是有点高大上?其实呀,它的工作原理就像一场小小的电子“交通指挥”。

想象一下,MOSFET管就像是一个电子的小王国。

这个小王国里有三个主要的区域,就像三个不同的街区。

这三个区域分别是源极(Source)、漏极(Drain)和栅极(Gate)。

源极呢,就像是电子的老家,好多电子都从这儿出发。

漏极就像是电子要去的目的地,是个充满吸引力的地方。

而栅极呀,那可就是这个小王国里最有权力的指挥中心啦。

那这个指挥中心是怎么指挥电子的呢?这就得说到MOSFET管的构造啦。

在源极和漏极之间,有一个通道,但是这个通道可不是随随便便就能让电子通过的。

这个时候,栅极就开始发挥它的神奇作用了。

栅极和通道之间有一层很薄的氧化物绝缘层,就像一道透明的墙。

当我们给栅极加上一定的电压的时候,就像是在这个指挥中心发出了一个特殊的信号。

这个信号会在这个透明墙的另一边产生一种神奇的电场。

这个电场就像是一个无形的大手,把通道里的电子或者空穴(这就看是N型还是P型的MOSFET管啦)给吸引或者排斥。

比如说对于N型MOSFET管,当栅极电压足够大的时候,这个电场就会把通道里的电子都吸引过来,就像是打开了一道电子的大门,电子们就可以欢快地从源极流向漏极啦,这时候MOSFET管就导通了,就像一条畅通无阻的电子高速公路。

如果栅极没有电压,那这个通道就像是被关上了大门,电子们就只能在源极附近干着急,没法跑到漏极去,这时候MOSFET管就是截止的状态。

MOSFET管的这种工作方式特别灵活。

它就像一个超级听话的小助手,可以根据我们给栅极的电压信号来随时决定是让电流通过还是把电流截断。

功率MOSFET基础知识:什么是MOSFET,MOSFET功能、结构原理

功率MOSFET基础知识:什么是MOSFET,MOSFET功能、结构原理

功率MOSFET基础知识:什么是MOSFET,MOSFET功能、结构原理什么是功率MOSFET ?我们都懂得如何利用二极管来实现开关,但是,我们只能对其进行开关操作,而不能逐渐控制信号流。

此外,二极管作为开关取决于信号流的方向;我们不能对其编程以通过或屏蔽一个信号。

对于诸如“ 流控制” 或可编程开关之类的应用,我们需要一种三端器件和双极型三极管。

我们都听说过Bardeen & Brattain ,是他们偶然之间发明了三极管,就像许多其它伟大的发现一样。

结构上,它由两个背靠背的结实现( 这不是一笔大交易,早在Bardeen 之前,我们可能就是采用相同的结构实现了共阴极) ,但是,在功能上它是完全不同的器件,就像一个控制发射极电流流动的“ 龙头”—操作龙头的“ 手” 就是基极电流。

双极型三极管因此就是电流受控的器件。

场效应三极管(FET) 尽管结构上不同,但是,提供相同的“ 龙头” 功能。

差异在于:FET 是电压受控器件;你不需要基极电流,而是要用电压实施电流控制。

双极型三极管诞生于1947 年,不久之后一对杰出的父子Shockley 和Pearson 就发明了( 至少是概念)FET 。

为了与较早出现的双极型“ 孪生兄弟”相区别,FET 的三个电极分别被称为漏极、栅极和源极,对应的三极管的三个电极分别是集电极、基极和发射极。

FET 有两个主要变种,它们针对不同类型的应用做了最优化。

JFET( 结型FET) 被用于小信号处理,而MOSFET( 金属氧化物半导体FET) 主要被用于线性或开关电源应用。

他们为什么要发明功率MOSFET ?当把双极型三极管按照比例提高到功率应用的时候,它显露出一些恼人的局限性。

确实,你仍然可以在洗衣机、空调机和电冰箱中找到它们的踪影,但是,对我们这些能够忍受一定程度的家用电器低效能的一般消费者来说,这些应用都是低功率应用。

在一些UPS 、电机控制或焊接机器人中仍然采用双极型三极管,但是,它们的用途实际上被限制到小于10KHz 的应用,并且在整体效率成为关键参数的技术前沿应用中,它们正加速退出。

MOSFET结构及其工作原理

MOSFET结构及其工作原理

MOSFET结构及其工作原理1.概述MOSFET的原意是:MOS(Metal Oxide Semiconductor金属氧化物半导体),FET(Field Effect Transistor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(Metal Oxide Semiconductor FET),简称功率MOSFET(Power MOSFET)。

结型功率场效应晶体管一般称作静电感应晶体管(Static Induction Transistor——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(Vertical MOSFET),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(Vertical Double-diffused MOSFET),本文主要以VDMOS器件为例进行讨论。

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