(完整word版)MOS管原理、MOS管的小信号模型及其参数

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MOS管学习简介

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(4)转移特征 漏源电压Vds一定旳条件下,栅源电压Vgs对漏极电流id旳控制特征。
可根据输出特征曲线作出移特征曲线。 例:作Vds =10V旳一条转移特征曲线
i D (mA)
4 3
2 1
uGS=6V
uGS =5V uGS =4V uGS=3V
10V
i D (mA)
4
3
2
1
u
DS
(V)
UT
2 46
开关管导通时,驱动电路应能提供足够大旳充电电流使栅源电压上升 到需要值,确保开关管迅速开通且不存在上升沿旳高频震荡。
开关管导通期间驱动电路能确保MOSFET栅源间电压保持稳定使其可 靠导通。
关断瞬间驱动电路能提供一种低阻抗通路供MOSFET栅源间电压迅速 泻放,确保开关管能迅速关断。
关断期间驱动电路能够提供一定旳负电压防止受到干扰产生误导通。 驱动电路构造尽量简朴,最佳有隔离 。
形成导电沟道,MOS管处于截止状态。
N+
N+
(2) Vgs≥ VGS(th) ,出现N沟道
栅源之间加正向电压 由栅极指向P型衬 底旳电场 将接近栅极下方旳空穴向下排 斥 形成耗尽层
再增长Vgs 纵向电场
P衬底
b
将P区少子(电子)汇集到P区表面
形成源漏极间旳N型导电沟道 假如此时加有漏源电压,就能够形成漏 极电流id
Qgs:栅源充电电量。
Qgd:栅漏充电电量。
Ciss:输入电容,将漏源短接,用交流信号测得旳栅极和源极之间旳电容 。Ciss= CGD + CGS 。对器件旳开启和关断延时有直接旳影响。
Coss:输出电容,将栅源短接,用交流信号测得旳漏极和源极之间旳电容 。Coss = CDS +CGD 。

(完整word版)MOS管原理、MOS管的小信号模型及其参数

(完整word版)MOS管原理、MOS管的小信号模型及其参数

MOS管原理、MOS管的小信号模型及其参数MOS管是只有一种载流子参与导电,用输入电压控制输出电流的半导体器件.有N沟道器件和P沟道器件。

有结型场效应三极管JFET(Junction Field Effect Transister)和绝缘栅型场效应三极管IGFET( Insulated Gate Field Effect Transister) 之分。

IGFET也称金属—氧化物-半导体三极管MOSFET(Metal Oxide SemIConductor FET)。

MOS场效应管有增强型(Enhancement MOS 或EMOS)和耗尽型(Depletion)MOS或DMOS)两大类,每一类有N 沟道和P沟道两种导电类型。

MOS管有三个电极:D(Drain) 称为漏极,相当双极型三极管的集电极;G(Gate)称为栅极,相当于双极型三极管的基极;S(Source)称为源极,相当于双极型三极管的发射极.增强型MOS(EMOS)场效应管道增强型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(substrat),用符号B表示。

一、工作原理1.沟道形成原理当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(VGS(th)称为开启电压),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,所以仍然不足以形成漏极电流ID。

进一步增加Vgs,当Vgs>Vgs(th)时,由于此时的栅极电压已经比较强,在靠近栅极下方的P型半导体表层中聚集较多的电子,可以形成沟道,将漏极和源极沟通。

MOS管电路工作原理及详解

MOS管电路工作原理及详解

MOS管电路工作原理及详解在电子世界里,咱们的MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)就像是个神奇的小精灵,它能让电流自由穿梭,就像魔术师手里的魔杖一样。

想象一下,你正站在一片漆黑的森林里,突然一束光从天而降,照亮了整个森林,那不就是MOS管在发光吗?这个小精灵有个特别的地方,就是它的“开关”,一按下去,电流就畅通无阻;再一按,电流就像被按下了暂停键,啥也不动。

这就是MOS管的工作原理,简单粗暴,却又无比精准。

你知道吗,MOS管就像是一个微型的“开关”,它有两片金属片,中间夹着一个半导体,当电压足够高的时候,半导体就会被“点亮”,电流就能通过;电压低了,半导体就“熄灭”,电流就断了。

这就是MOS管的基本工作原理。

想象一下,你正在玩一个游戏,这个游戏的规则就是:当你的分数达到一定水平时,你就可以得到一个奖励;如果你的分数低于某个标准,那你就要被淘汰。

这就是MOS管在电路中的角色,它就像一个裁判,决定哪些信号可以通行,哪些信号需要被屏蔽。

但是,MOS管可不是只有开关功能那么简单哦。

它还有自己的“个性”,比如有些MOS管是N沟道的,有些是P沟道的。

这就决定了它们的工作方式和性能差异。

有的MOS管像是个急性子,反应快,适合做高频器件;有的则慢悠悠的,稳扎稳打,适合做低频器件。

这就是MOS管的多样性,它们各有千秋,各得其所。

MOS管还有“家族”之分呢!有的小精灵是三极管,有的小精灵是双极结型晶体管。

这些“家族成员”都有自己的特点和优势,就像不同的人有不同的性格一样。

这就是为什么我们要根据实际需求选择合适的MOS管,而不是盲目地追求“万能”。

MOS管也不是万能的。

有些时候,我们可能需要一些“特殊技能”才能驾驭它。

比如,要让一个MOS管正常工作,你得给它一个合适的偏置电压;要是想让它在特定条件下工作,那就得给它加上一些特殊的驱动信号。

这就需要我们具备一定的电子知识,才能让这些小精灵们发挥出最大的潜力。

MOS管就像是电子世界的魔法师,它们通过简单的开关动作,操控着电流的流动。

MOS管电路工作原理及详解

MOS管电路工作原理及详解

MOS管电路工作原理及详解哎呀,说起电子元件,大家是不是觉得它们就像神秘的魔法师?今天咱们就来聊聊那些藏在电路板里的“魔法”——MOS管。

别看它小,其实大有来头,它的工作方式可是既简单又神奇,让人忍不住想一探究竟。

咱们得知道,MOS管是一种场效应晶体管,它的名字里就藏着几个关键词:“场”和“效应”。

简单来说,MOS管就像一个指挥家,它控制着电流的流向,就像指挥家用手势指挥乐队一样。

但是,这个指挥家可不是随便乱指挥的哦,它需要两个小伙伴,也就是栅极和源极,还有一块神奇的材料——半导体。

想象一下,当你想要让电流从A点流向B点时,MOS管就像是个聪明的小精灵,它会找到最佳的路径,绕过那些不听话的小石头(即电阻),直接把电流送到目的地。

这个过程就像是在地图上画一条线,虽然不是直的,但总是能找到最近的路线。

而且,MOS管还有一大特点就是“低功耗”,这可真是太棒了!想象一下,你正在玩一个需要电池的游戏,而你的MOS管就像是一个永不磨损的电池,无论你玩多久,它都能让你玩得痛快。

当然啦,MOS管也不是万能的。

有时候,它可能会犯个小错误,比如在某些情况下,电流可能会走错路,或者遇到一些“难题”,比如温度变化、电压波动等,这时候就需要我们这些“维修工”来帮忙解决问题了。

不过别担心,这些问题都不是问题,因为科学家们已经找到了解决的办法。

就像修理汽车一样,只要找到问题的根源,换上新的零件,就能让MOS管重新回到最佳状态。

我要说的是,虽然MOS管听起来好像有点复杂,但其实它的原理并不难理解。

就像学习一门新语言,刚开始可能有点困难,但只要你坚持不懈,总会有一天能够流利地交流。

所以,不要害怕挑战,勇敢地去探索这个神奇的世界吧!好啦,关于MOS管的讲解就到这里啦。

如果你对这个话题感兴趣,不妨多花点时间去了解一下,说不定你会发现更多有趣的知识呢!记得点赞关注哦,下次见!。

MOS管工作原理及芯片汇总

MOS管工作原理及芯片汇总

MOS管工作原理及芯片汇总一:MOS管参数解释MOS管介绍在使用MOS管设计开关电源或者马达驱动电路的时候,一般都要考虑MOS的导通电阻,最大电压等,最大电流等因素.MOSFET管是FET的一种,可以被制造成增强型或耗尽型,P沟道或N沟道共4种类型,一般主要应用的为增强型的NMOS管和增强型的PMOS管,所以通常提到的就是这两种。

这两种增强型MOS管,比较常用的是NMOS。

原因是导通电阻小且容易制造。

所以开关电源和马达驱动的应用中,一般都用NMOS.在MOS管内部,漏极和源极之间会寄生一个二极管。

这个叫体二极管,在驱动感性负载(如马达),这个二极管很重要,并且只在单个的MOS管中存在此二极管,在集成电路芯片内部通常是没有的。

MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在,这不是我们需要的,而是由于制造工艺限制产生的.寄生电容的存在使得在设计或选择驱动电路的时候要麻烦一些,但没有办法避免。

MOS管导通特性导通的意思是作为开关,相当于开关闭合。

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),只要栅极电压达到一定电压(如4V或10V,其他电压,看手册)就可以了。

PMOS的特性,Vgs小于一定的值就会导通,适合用于源极接VCC时的情况(高端驱动)。

但是,虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动,但由于导通电阻大,价格贵,替换种类少等原因,在高端驱动中,通常还是使用NMOS.MOS开关管损失不管是NMOS还是PMOS,导通后都有导通电阻存在,因而在DS间流过电流的同时,两端还会有电压,这样电流就会在这个电阻上消耗能量,这部分消耗的能量叫做导通损耗。

选择导通电阻小的MOS管会减小导通损耗.现在的小功率MOS管导通电阻一般在几毫欧,几十毫欧左右MOS在导通和截止的时候,一定不是在瞬间完成的.MOS两端的电压有一个下降的过程,流过的电流有一个上升的过程,在这段时间内,MOS管的损失是电压和电流的乘积,叫做开关损失.通常开关损失比导通损失大得多,而且开关频率越快,导通瞬间电压和电流的乘积很大,造成的损失也就很大。

最经典MOS管电路工作原理及详解没有之一

最经典MOS管电路工作原理及详解没有之一

引导八年级物理教案:如何使用万能表测量电压?为了能够更好地学习物理知识,电学部分是非常重要的一点。

在电路中测量电压是我们必须掌握的基本技能之一。

在测量电压的时候,我们使用的是万能表来完成这个操作。

如何使用万能表来测量电压呢?在本文中,我们会为大家详细地介绍万能表的使用方法和测量电压的注意事项。

1. 什么是万能表?万能表是一种电器测量仪器,也是我们在学习电学物理的时候必不可少的一种工具。

它可以测量电压、电流、电阻等基本电性质。

这个仪器由表头、选择旋钮、测试探针等部分组成。

表头是测量元件,它通过测试探针与要测量的元件相连。

选择旋钮则通过不同的旋钮来选择要测试的电量种类。

2. 如何使用万能表测量电压?万能表测量电压可以分为两种情况:测量直流电(DC)电压和测量交流电(AC)电压,下面我们会为大家详细地介绍这两种情况下的使用方法。

2.1 测量直流电(DC)电压第一步:准备工作在进行测量前,我们需要先确定正负电极的位置和要测量的电压范围。

一般来说,我们应该选择稍大于被测电压的最大量程。

第二步:选择直流电压档位在选择万能表测量直流电压时,需要手动选择直流电压档位。

通常我们选择最接近被测电压的档位,以避免电表由于过大电压量程而被烧毁。

第三步:连接万用表本步骤是将万用表的探针连接到电路中以读取电压。

一般来说,我们需要用黑色探针连接电路中任意地点(一般来说是接地),白色探针则连接需要测量电压的电路部分。

第四步:读取数据在上述步骤完成后,我们只需在万用表的显示屏上读取结果,以得到被测的电压值。

2.2 测量交流电(AC)电压当我们需要测量交流电的电压时,与测量直流电时相比,增加了一个步骤。

第一步:准备工作我们需要先了解被测电路中使用的是交流电,以及要测量的电压范围。

第二步:选择交流电压档位直流电传输的方向是不变的,而交流电的方向是改变的。

在使用万用表测量交流电时,我们需要选择交流电压档位。

第三步:测量电压和测量直流电一样,我们需要将万用表的探针连接到电路中以读取电压,并读取显示屏上的结果。

mos管工作原理及详解

mos管工作原理及详解

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点击进入万联芯城点击进入万联芯城MOS管是FET的一种(另一种是JFET),可以被制造成增强型或耗尽型,P沟道或N沟道共4种类型,但实际应用的只有增强型的N沟道MOS管和增强型的P沟道MOS管,所以通常提到NMOS,或者PMOS指的就是这两种。

对于这两种增强型MOS管,比较常用的是NMOS。

原因是导通电阻小,且容易制造。

所以开关电源和马达驱动的应用中,一般都用NMOS。

下面的介绍中,也多以NMOS为主。

MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在,这不是我们需要的,而是由于制造工艺限制产生的。

寄生电容的存在使得在设计或选择驱动电路的时候要麻烦一些,但没有办法避免,后边再详细介绍。

在MOS管工作原理图上可以看到,漏极和源极之间有一个寄生二极管。

这个叫体二极管,在驱动感性负载(如马达),这个二极管很重要。

顺便说一句,体二极管只在单个的MOS管中存在,在集成电路芯片内部通常是没有的。

MOS管工作原理图电源开关电路详解这是该装置的核心,在介绍该部分工作原理之前,先简单解释一下MOS的工作原理图。

它一般有耗尽型和增强型两种。

本文使用的为增强型MOSMOS管,其内部结构见mos管工作原理图。

它可分为NPN型PNP型。

NPN型通常称为N沟道型,PNP型也叫P沟道型。

由图可看出,对于N沟道的场效应管其源极和漏极接在N型半导体上,同样对于P沟道的场效应管其源极和漏极则接在P型半导体上。

我们知道一般三极管是由输入的电流控制输出的电流。

但对于场效应管,其输出电流是由输入的电压(或称电场)控制,可以认为输入电流极小或没有输入电流,这使得该器件有很高的输入阻抗,同时这也是我们称之为场效应管的原因。

为解释MOS管工作原理图,我们先了解一下仅含有一个P—N结的二极管的工作过程。

MOS管电路工作原理及详解

MOS管电路工作原理及详解

实物
最后,3PIN脚的MOS管: (1)SOT-23
3
D
G
S
1
2
PIN1为G极;PIN2为S极;PIN3为D极。
图纸习惯
但请大家特别注意:主板上标示的PIN1与PIN2脚与此刚好颠倒了。
主板图纸上也是如此。 而且,似乎作为一种错误的习惯被保持了下来。
另外一种3PIN脚的MOS管: (2)TO-252
回顾前面的例子,你找到它们的规律了吗?
小提示: MOS管中的寄生二极管方向是关键。
电路符号
小结:“MOS管用作开关时在电路中的连接方法”
NMOS管:
D极接输入; S极接输出。
PMOS管:
S极接输入; D极接输出。
输出端 S极
G极
N沟道
输入端 S极
G极
P沟道
D极 输入端
导通时
D极 输出端
导通时
电路符号
3
1
2
2
1
常见型号有: AOD425
实物
2 它是N沟道还是P沟道的呢?
先从简单的开始,拿最常见的3PIN脚MOS管(SOT-23)讲起。
将万用表调
到“二极体 档”。
电路符号
电路符号篇
电路符号
开始之前,一个小测试:
请回答: 哪个脚是S(源极)?
哪个脚是D(漏极)?
G(栅极)呢?
是P沟道还是N沟道MOS?
如果接入电路, D极和S极,哪一个该接 输入,哪个接输出? 你答对了吗?
电路符号 再来一个,试试看:
哪个脚是S(源极)?
哪个脚是D(漏极)?
G(栅极)呢?
是P沟道还是N沟道MOS? 依据是什么?
作用: 电压通断(开关)

MOS管工作原理详细讲解

MOS管工作原理详细讲解

详细讲解MOSFET管驱动电路在使用MOS管设计开关电源或者马达驱动电路的时候,大部分人都会考虑MOS的导通电阻,最大电压等,最大电流等,也有很多人仅仅考虑这些因素。

这样的电路也许是可以工作的,但并不是优秀的,作为正式的产品设计也是不允许的。

下面是我对MOSFET及MOSFET驱动电路基础的一点总结,其中参考了一些资料,非全部原创。

包括MOS管的介绍,特性,驱动以及应用电路。

1,MOS管种类和结构MOSFET管是FET的一种(另一种是JFET),可以被制造成增强型或耗尽型,P沟道或N沟道共4种类型,但实际应用的只有增强型的N沟道MOS管和增强型的P沟道MOS管,所以通常提到NMOS,或者PMOS指的就是这两种。

至于为什么不使用耗尽型的MOS管,不建议刨根问底。

对于这两种增强型MOS管,比较常用的是NMOS。

原因是导通电阻小,且容易制造。

所以开关电源和马达驱动的应用中,一般都用NMOS。

下面的介绍中,也多以NMOS为主。

MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在,这不是我们需要的,而是由于制造工艺限制产生的。

寄生电容的存在使得在设计或选择驱动电路的时候要麻烦一些,但没有办法避免,后边再详细介绍。

在MOS管原理图上可以看到,漏极和源极之间有一个寄生二极管。

这个叫体二极管,在驱动感性负载(如马达),这个二极管很重要。

顺便说一句,体二极管只在单个的MOS管中存在,在集成电路芯片内部通常是没有的。

2,MOS管导通特性导通的意思是作为开关,相当于开关闭合。

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,Vgs小于一定的值就会导通,适合用于源极接VCC时的情况(高端驱动)。

但是,虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动,但由于导通电阻大,价格贵,替换种类少等原因,在高端驱动中,通常还是使用NMOS。

3,MOS开关管损失不管是NMOS还是PMOS,导通后都有导通电阻存在,这样电流就会在这个电阻上消耗能量,这部分消耗的能量叫做导通损耗。

MOS管工作原理讲解

MOS管工作原理讲解

G N P
N
夹断后,即 使VDS 继续 增加,ID仍 呈恒流特性。
15
3.特性曲线(增强型N沟道MOS管)
16
3.特性曲线(增强型N沟道MOS管) 输出特性曲线
击穿区
ID
可变电 阻区
线性放 大区
UGS=5V 4V
-3V
3V
0 -5V U DS
17
3.特性曲线(增强型N沟道MOS管) 转移特性曲线
• JFET是电压控制电流器件,iD受vGS控制
• 预夹断前iD与vDS呈近似线性关系;预夹断后, iD趋于饱和。
# 为什么JFET的输入电阻比BJT高得多?
39
5.3.2 JFET的特性曲线及参数
1. 输出特性
输出特性曲线用来描述vGS取一定值时,电流iD和电压vDS间的 关系,它反映了漏极电压vDS对iD的影响。即
N沟道
P沟道
(耗尽型)
FET 场效应管
N沟道
增强型 P沟道
耗尽型
N沟道 P沟道
4
5.1 金属-氧化物-半导体 (MOS)场效应管
MOSFET简称MOS管,它有N沟道和P沟道之分, 其中每一类又可分为增强型和耗尽型两种。
耗尽型:当vGS=0时,存在导电沟道,iD0。 增强型:当vGS=0时,没有导电沟道,iD=0。
27
2. 动态指标分析
中频小信号模型:
28
2. 动态指标分析
(2)中频电压增益
忽略 rD 由输入输出回路得
g V V V gs m gs R Vgs (1 gm R) i R gmV V gs d o
gm Rd 则 AVm 1 gm R
R //

mos管工作原理详细讲解

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。

最经典MOS管电路工作原理及详解没有之一

最经典MOS管电路工作原理及详解没有之一

最经典MOS管电路工作原理及详解没有之一最经典MOS管电路工作原理及详解第一章引言MOS管(金属氧化物半导体场效应管)是一种重要的主动元件,广泛应用于各种电路中。

本文将详细介绍MOS管的工作原理及其相关知识。

第二章 MOS管的基本结构MOS管由金属氧化物半导体(MOS)结构构成,主要由金属电极(Gate)、绝缘层(Oxide)和半导体材料(Semiconductor)组成。

其中,绝缘层通常采用氧化硅(SiO2)第三章 MOS管的工作原理1.导通状态当Gate电极施加正向偏置电压时,会在绝缘层下形成一个电荷压积区,使半导体材料导电区域(Channel)形成N型导电层。

此时,MOS管处于导通状态。

2.截止状态当Gate电极施加负向偏置电压时,电荷压积区减小,导电区域几乎消失,MOS管处于截止状态。

第四章 MOS管的基本参数1.阈值电压(Vth):________在Gate电极施加一定电压时,MOS管刚刚处于导通状态和截止状态之间的电压。

2.转导:________当MOS管导通时,Gate与Source电压之间的变化引起Drn电流的变化。

3.输出电阻:________反映MOS管输入和输出特性之间的关系。

输出电阻越小,MOS管的放大能力越强。

第五章常见MOS管电路1.CMOS电路:________由N型MOS管和P型MOS管组成的互补结构,广泛应用于数字电路中。

2.放大电路:________利用MOS管的放大特性,设计各种放大电路,如共源极放大电路、共漏极放大电路等。

3.开关电路:________利用MOS管的导通截止特性,设计开关电路,如开关电源、交流开关等。

第六章附件本文档涉及的附件包括MOS管的示意图、工作曲线图等,可在附件文件中查看详细内容。

第七章法律名词及注释1.MOS管:________金属氧化物半导体场效应管,是一种主动元件。

2.Gate:________MOS管的控制电极,用于控制MOS管的导通截止状态。

MOS管工作原理详细讲解

MOS管工作原理详细讲解

MOS管工作原理详细讲解MOS管,也称为金属氧化物半导体场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,简称MOSFET),是一种常用的半导体器件。

它具有高速开关、低功耗、体积小等优点,在电子领域得到广泛应用。

本文将详细讲解MOS 管的工作原理。

一、MOS管的结构MOS管的结构主要包括衬底(Substrate)、绝缘层(Insulator)、栅极(Gate)、源极(Source)和漏极(Drain)五个部分。

衬底是MOS管的基底,通常由硅材料制成。

绝缘层位于衬底和栅极之间,常用的绝缘层材料是二氧化硅(SiO2)。

栅极是通过控制电压来控制MOS管的导电性的部分,通常由高纯度的多晶硅材料制成。

源极和漏极是用于连接外部电路的接线端子。

二、MOS管的工作原理MOS管的工作原理基于场效应。

当栅极施加的电压为零时,MOS管处于关闭状态,没有电流通过。

当栅极施加正向电压时,栅极下方的绝缘层上会形成一个正电荷区域,这个正电荷区域会吸引衬底上的自由电子,使得衬底与源极之间形成导电通路,从而产生漏极电流。

因此,当栅极施加正向电压时,MOS管处于导通状态。

三、MOS管的工作区域根据栅极电压和源极-漏极电压的不同,MOS管可以分为三个工作区域:截止区、线性区和饱和区。

1. 截止区:当栅极电压低于临界电压(阈值电压)时,MOS管处于截止区。

此时,MOS管完全关闭,没有电流通过。

2. 线性区:当栅极电压高于临界电压,且源极-漏极电压较小时,MOS管处于线性区。

此时,MOS管的源极-漏极电流与源极-漏极电压成正比关系,符合欧姆定律。

3. 饱和区:当栅极电压高于临界电压,且源极-漏极电压较大时,MOS管处于饱和区。

此时,MOS管的源极-漏极电流几乎不再随源极-漏极电压的增加而增加,达到饱和状态。

四、MOS管的特性MOS管具有以下几个重要的特性:1. 高输入电阻:由于绝缘层的存在,MOS管的栅极与衬底之间几乎没有电流流过,因此栅极电流非常小,导致MOS管具有很高的输入电阻。

(完整word版)MOS管概述

(完整word版)MOS管概述

基本电子电路系列——MOS管MOS管学名是场效应管,是金属-氧化物-半导体型场效应管,英文:MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor),属于绝缘栅型。

本文就结构构造、特点、实用电路等几个方面用工程师的话简单描述。

其结构示意图:解释1:沟道上面图中,下边的p型中间一个窄长条就是沟道,使得左右两块P型极连在一起,因此mos管导通后是电阻特性,因此它的一个重要参数就是导通电阻,选用mos管必须清楚这个参数是否符合需求。

解释2:n型上图表示的是p型mos管,读者可以依据此图理解n型的,都是反过来即可。

因此,不难理解,n型的如图在栅极加正压会导致导通,而p型的相反。

解释3:增强型相对于耗尽型,增强型是通过“加厚”导电沟道的厚度来导通,如图。

栅极电压越低,则p型源、漏极的正离子就越靠近中间,n衬底的负离子就越远离栅极,栅极电压达到一个值,叫阀值或坎压时,由p型游离出来的正离子连在一起,形成通道,就是图示效果。

因此,容易理解,栅极电压必须低到一定程度才能导通,电压越低,通道越厚,导通电阻越小。

由于电场的强度与距离平方成正比,因此,电场强到一定程度之后,电压下降引起的沟道加厚就不明显了,也是因为n型负离子的“退让”是越来越难的。

耗尽型的是事先做出一个导通层,用栅极来加厚或者减薄来控制源漏的导通。

但这种管子一般不生产,在市面基本见不到。

所以,大家平时说mos管,就默认是增强型的。

解释4:左右对称图示左右是对称的,难免会有人问怎么区分源极和漏极呢?其实原理上,源极和漏极确实是对称的,是不区分的。

但在实际应用中,厂家一般在源极和漏极之间连接一个二极管,起保护作用,正是这个二极管决定了源极和漏极,这样,封装也就固定了,便于实用。

我的老师年轻时用过不带二极管的mos管。

非常容易被静电击穿,平时要放在铁质罐子里,它的源极和漏极就是随便接。

解释5:金属氧化物膜图中有指示,这个膜是绝缘的,用来电气隔离,使得栅极只能形成电场,不能通过直流电,因此是用电压控制的。

mos管的小信号等效电路

mos管的小信号等效电路

mos管的小信号等效电路1. 引言嘿,朋友们,今天咱们来聊聊一个小家伙,听说过 MOS 管吗?这东西可真是电子圈里的明星,尤其是在放大器和开关电路里。

不过,想要把它的潜力完全发挥出来,我们得先认识它的小信号等效电路。

别担心,这听起来复杂,其实就像在聊天一样,轻轻松松,快来听我说说这背后的故事!2. MOS 管的基本知识2.1 什么是 MOS 管?首先,MOS 管,完整的名字叫金属氧化物半导体场效应晶体管。

听起来是不是挺高大上的?其实,它的工作原理就像我们日常生活中的水龙头,控制电流的开关。

只要给它一点“小水压”,它就能把电流流过,简直就是电流的“水管工”!在各种电子设备中,MOS 管就像个不知疲倦的勤奋小蜜蜂,无时无刻不在忙碌。

2.2 为啥要用小信号等效电路?好了,了解了 MOS 管的基本概念,我们再来看看小信号等效电路。

简单来说,当你想要分析 MOS 管在小信号条件下的表现时,就得把它当作一个“简单的模型”。

这就好比给它穿上一件休闲的T恤,让它在小范围内“轻松活动”,这样我们才能更清楚地看到它的本领。

这个小信号模型,可以帮我们算出增益、输入输出阻抗等重要参数,就像一场精彩的演出,没看清楚可就太亏了!3. 小信号等效电路的组成部分3.1 关键参数在 MOS 管的小信号等效电路中,有几个关键的参数必须了解。

首先是转导(gm),它就像这个小家伙的“推动力”,告诉我们在输入信号变化时,输出会有多大变化。

接下来是输出电阻(ro),这就像你穿的那双鞋子,能决定你在路上的“灵活性”。

当然,还有输入电容和输出电容,这些都是在玩转 MOS 管时的“必备装备”。

3.2 如何搭建等效电路?搭建小信号等效电路其实不难,首先你得把 MOS 管的工作状态设定好,一般是在它的饱和区。

然后就可以用几个电阻和电容把它“装扮”起来。

想象一下,就像你为朋友的生日派对准备气球和装饰品一样,把这些元件结合在一起,创建一个小巧的“电子派对”。

MOS管原理_非常详细

MOS管原理_非常详细

MOS管原理_非常详细MOS管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)是一种非常重要的电子器件,它是现代集成电路中的关键元件之一、MOS管采用了金属-氧化物-半导体结构,利用半导体材料中的电子和空穴的输运特性来控制当前的流动。

下面我们将详细介绍MOS管的工作原理。

MOS管的基本结构由金属的栅极、氧化物层和半导体的沟道构成。

金属栅极被用于施加电场,从而控制沟道中的电荷输运。

沟道由n型或p型半导体构成,半导体的特性决定了MOS管的导电性。

氧化物层作为电介质层,将栅极与沟道隔离,防止电流直接流过。

在MOS管的工作过程中,我们可以分为两个主要阶段:堆积和耗尽状态。

在堆积状态下,当沟道是n型半导体时,金属栅极施加正电荷。

由于金属栅极上的正电荷,沟道中的电子会被排斥,这样就形成了p型的堆积层。

由于堆积层是由正荷电子组成的,所以堆积层呈现n型的导电性质。

在耗尽状态下,金属栅极施加负电荷。

由于金属栅极上的负电荷,沟道中的电子会被吸引,堆积层中的电子会被逐渐排斥,从而导致沟道中的电荷无法传输。

这样,沟道就形成了一个耗尽层。

在耗尽层下方的半导体中,由于缺少了导电的电子,所以出现了一个空穴层,这使得整个区域呈现p型的特性。

通过改变金属栅极施加的电场,我们可以控制沟道中电子和空穴的传输。

当沟道中的电荷处于堆积状态时,电流能够顺利通过MOS管。

而当沟道中的电荷处于耗尽状态时,电流将被阻断。

MOS管的工作原理还涉及一些参数,比如跨导(transconductance)、迁移率(mobility)和截止频率(cut-off frequency)。

跨导指的是栅极电压与漏极电流之间的关系,它决定了MOS管的放大能力。

迁移率是指电子或空穴在半导体中的迁移速率,它反映了MOS管的导电特性。

截止频率是指在高频情况下,MOS管的工作频率上限。

总结一下,MOS管是一种采用金属-氧化物-半导体结构的电子器件,它利用电场控制沟道中的电子和空穴的传输。

MOS管电路工作原理和详解

MOS管电路工作原理和详解
还有Ultra SO-8封装旳MOS管:
Ultra SO-8封装旳MOS管相对DFN封装厚度 上有点增长,PIN1,2,3直接相连成为S极。
实物
接下来,看看6个脚旳TSOP-6封装MOS管:
SI3456
PIN1,2,5,6为D极; PIN3为G极;
PIN4为S极。
一样是6个脚,旳SOT-363封装MOS管则为双MOS管:
是P沟道还是N沟道MOS? 根据是什么?
假如接入电路, D极和S极,哪一种该接输 入,哪个接输出?
这次怎么样?
电路符号 1 三个极怎么鉴定 ?
MOS管符号上旳三个脚旳辨认要抓住关键地方 。
S极
G极,不用说比很好认。
S极,
G极
不论是P沟道还是N沟道,
两根线相交旳就是;
D极,
D极
不论是P沟道还是N沟道, 是单独引线旳那边。
3
1
2
21
常见型号有: AOD425
实物
2 它是N沟道还是P沟道旳呢?
先从简朴旳开始,拿最常见旳3PIN脚MOS管(SOT-23)讲起。
D
G S
01.6220V
接下来, 将万用表调 到“二极体 档”。
由上一小节内容,我们能够立即找 到MOS管旳G,S,D三极。
N沟道: UG>US时导通。 (简朴以为)UG=US时截止。
P沟道: UG<US时导通。 (简朴以为)UG=US时截止。
但UG比US大(或小)多少伏时MOS管才会饱和导通呢?
电路符号
饱和导通问题:
UG比US大(或小)多少伏时MOS管才会饱和导通呢? 这要看详细旳MOS管,不同MOS管需要旳压差不同。
电路符号
19V
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MOS管原理、MOS管的小信号模型及其参数
MOS管是只有一种载流子参与导电,用输入电压控制输出电流的半导体器件.有N沟道器件和P沟道器件。

有结型场效应三极管JFET(Junction Field Effect Transister)和绝缘栅型场效应三极管IGFET( Insulated Gate Field Effect Transister) 之分。

IGFET也称金属—氧化物-半导体三极管MOSFET(Metal Oxide SemIConductor FET)。

MOS场效应管
有增强型(Enhancement MOS 或EMOS)和耗尽型(Depletion)MOS或DMOS)两大类,每一类有N沟道和P沟道两种导电类型。

MOS管有三个电极:
D(Drain) 称为漏极,相当双极型三极管的集电极;
G(Gate)称为栅极,相当于双极型三极管的基极;
S(Source)称为源极,相当于双极型三极管的发射极.
增强型MOS(EMOS)场效应管
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(substrat),用符号B表示。

一、工作原理
1.沟道形成原理
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(VGS(th)称为开启电压),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,所以仍然不足以形成漏极电流ID。

进一步增加Vgs,当Vgs>Vgs(th)时,由于此时的栅极电压已经比较强,在靠近栅极下方的P型半导体表层中聚集较多的电子,可以形成沟道,将漏极和源极沟通。

如果此时加有漏源电压,就可以形成漏极电流ID。

在栅极下方形成的导电沟道中的电子,因与P型半导体的载流子空穴极性相反,故称为反型层(inversion layer)。

随着Vgs的继续增加,ID将不断增加。

在Vgs=0V时ID=0,只有当Vgs>Vgs(th)后才会出现漏极电流,这种MOS管称为增强型MOS管。

VGS对漏极电流的控制关系可用iD=f(vGS)|VDS=const这一曲线描述,称为转移特性曲线,见图。

转移特性曲线斜率gm的大小反映了栅源电压对漏极电流的控制作用。

gm 的量纲为mA/V,所以gm也称为跨导.
跨导的定义式如下:gm=△ID/△VGS|
(单位mS)
2. Vds对沟道导电能力的控制
当Vgs>Vgs(th),且固定为某一值时,来分析漏源电压Vds对漏极电流ID的影响。

Vds的不同变化对沟道的影响如图所示.
根据此图可以有如下关系
VDS=VDG+VGS= —VGD+VGS
VGD=VGS—VDS
当VDS为0或较小时,相当VGD>VGS(th),沟道呈斜线分布。

在紧靠漏极处,沟道达到开启的程度以上,漏源之间有电流通过。

当VDS 增加到使VGD=VGS(th)时,相当于VDS增加使漏极处沟道缩减到刚刚开启的情况,称为预夹断,此时的漏极电流ID基本饱和。

当VDS增加到 VGD〈 VDS增加的部分基本降落在随之加长的夹断沟道上,〉
当VGS>VGS(th),且固定为某一值时,VDS对ID的影响,即iD=f(vDS)|VGS=const这一关系曲线如图02.16所示。

这一曲线称为漏极输出特性曲线。

二、伏安特性
1.非饱和区
非饱和区(Nonsaturation Region)又称可变电阻区,是沟道未被预夹断的工作区。

由不等式
VGS>VGS(th)、VDS<VGS-VGS(TH)限定。

理论证明,ID与VGS和VDS的关系如下:〈 p〉
2.饱和区
饱和区(Saturation Region)又称放大区,是沟道预夹断后所对应的工作区。

由不等式VGS〉VGS(th)、VDS>VGS—VGS(th)限定.漏极电流表达式:
在这个工作区内,ID受VGS控制。

考虑厄尔利效应的ID表达式:
3.截止区和亚阈区
VGS〈>
4.击穿区
当VDS 增大到足以使漏区与衬底间PN结引发雪崩击穿时,ID迅速增加,管子进入击穿区。

四、P沟道EMOS场效应管
在N型衬底中扩散两个P+区,分别做为漏区和源区,并在两个P+之间的SiO2绝缘层上覆盖栅极金属层,就构成了P沟道EMOS管.
耗尽型MOS(DMOS)场效应管
N 沟道耗尽型MOS管的结构和符号如图3-5所示,它是在栅极下方的SiO2绝缘层中掺入了大量的金属正离子。

所以当VGS=0时,这些正离子已经感应出反型层,形成了沟道。

于是,只要有漏源电压,就有漏极电流存在。

当VGS>0时,将使ID进一步增加。

VGS<0时,随着VGS的减小漏极电流逐渐减小,直至ID=0。

对应ID=0的VGS称为夹断电压,用符号VGS(off)表示,有时也用VP表示。

N沟道耗尽型MOS管的转移特性曲线见图所示。

N沟道耗尽型MOS管的结构和转移特性曲线
P沟道MOS管的工作原理与N沟道MOSFET完全相同,只不过导电的载流子不同,供电电压极性不同而已.这如同双极型三极管有NPN型和PNP型一样。

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