MOS管(新)总结
MOS管基础知识
MOS管基础知识MOS管场效应管知识要点:场效应管原理、场效应管的小信号模型及其参数场效应管是只有一种载流子参与导电的半导体器件,是一种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)。
1.11.1.1MOS场效应管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。
场效应管有三个电极: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)场效应管根据图3-1,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。
图3-1 N 沟道增强型EMOS管结构示意一、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,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。
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M OS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。
MOS管使用详解
MOS管使用详解MOS管,即金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET),是一种常见的半导体器件,被广泛应用于电子和电力领域。
它具有快速开关速度、低功耗、低电压操作和压阻性质等独特的特点,适用于大功率电子开关、放大和模拟电路。
MOS管由沟道、源极和漏极组成。
其关键部分是氧化物层,它与金属门电极形成电容,控制沟道的电导性。
当施加正电压到门电极时,形成的电场向下压缩氧化层,使得沟道导电性增加。
通过改变门电极电压可以调节沟道的导电性,实现对信号的放大、开关和反向操作。
MOS管主要有两种类型:增强型MOSFET(enhancement-mode MOSFET)和耗尽型MOSFET(depletion-mode MOSFET)。
增强型MOSFET的沟道在零偏压下不存在,需要通过施加电压才能形成,所以它的开关特性更加理想。
而耗尽型MOSFET的沟道在零偏压下存在,需要施加负电压来消除导通,所以它开关特性相对较差。
MOS管的特点在于其高电压驱动能力和低控制电流。
它有能量转换效率高、噪声低、体积小等优点。
此外,MOS管的开关速度快,因此在高频应用和功率放大器中被广泛使用。
MOS管的应用有很多,其中包括功率放大器、交流转直流电源、逆变器、开关电源等。
在功率放大器中,MOS管可以通过改变门电极电压来控制其输出电流。
在交流转直流电源中,MOS管可以作为整流器和开关器件,在高效率和低功耗方面具有优势。
在逆变器中,MOS管可以将直流电能转换为交流电能,并且能够实现频率和幅度的调整。
在开关电源中,MOS管具有较低的开关损耗和温升,可以提高系统效率和可靠性。
MOS管的性能可以通过工艺技术的改进得到进一步提升。
例如,改变材料的结构和组成,可以改善电子迁移率和热传导性能。
此外,改变氧化层的厚度和材料可以调节电容和开关速度。
同时,MOS管的尺寸的缩小也能够提高其集成度和开关速度。
总结起来,MOS管作为一种重要的半导体器件,具有许多优点和广泛的应用。
MOS管(新)总结
vDS /V
iD K n [2 (v G S V T )v D S v D 2 S ]iD
其中 KnK 2n ' .W LnC 2OX(W L)
本征导电因子 Kn' nCOX n 为反型层中电子迁移率 C O X 为栅极氧化层单位面积电容
vDS /V
在特性曲线原点四周 iD 2 K n (v G S V T )v D S
第五章 场效应管放大电路
场效应管是一种利用电场效应来把握电流的一种半导体器 件,是仅由一种载流子参与导电的半导体器件。从参与导电的 载流子来划分,它有电子作为载流子的N沟道器件和空穴作为 载流子的P沟道器件。
场效应管:
结型
N沟道 P沟道
增强型
MOS型
N沟道 P沟道
耗尽型 增强型 耗尽型
§5.1 金属-氧化物-半导体〔MOS〕场效应管
在VDS作用下无iD。
耗尽型:VGS=0时,漏源之间有导电沟道, 在VDS作用下iD。
§5.1.1 N沟道增加型MOSFET
1. 构造和符号
N沟道增加型MOSFET构 造左右对称,是在一块浓 度较低的P型硅上生成一层 SiO2 薄膜绝缘层,然后用 光刻工艺集中两个高掺杂 的N型区,从N型区引出电 极作为D和S,在绝缘层上镀 一层金属铝并引出一个电 极作为G
〔1〕 直流通路
Rg1
VGS= VG=VDDRg2/(Rg1+Rg2) 假设NMOS工作于饱和区,则 IDKn(VGSVT)2
+Cb2V+G g
vi Rg2
-
VDD
Rd
+Cb2
d iIdD
+
B
v0
s
VS
-
VDS= VDD-IDRd
MOS管学习简介
(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 。
MOS管介绍解读
MOS管介绍解读MOS管是一种双极性场效应晶体管(FET),也称为MOSFET(金属-氧化物-半导体场效应晶体管)。
它是一种由金属层、氧化物层和半导体层构成的晶体管。
MOS管被广泛用于数字电路、模拟电路和功率放大器等应用中,因为它具有很高的开关速度、较低的功耗和较高的承受电压能力。
MOS管的工作原理是通过控制栅极电压来控制电流的流动。
当栅极电压为零时,MOS管处于关闭状态,没有电流流过。
当栅极电压增加到临界值以上时,MOS管进入开启状态,允许电流流过。
MOS管的导电能力主要取决于栅极电压与漏极电压之间的差异。
当栅极电压较高时,MOS管的导电性较好,电流流过的能力较大。
相反,当栅极电压较低时,MOS管的导电性较差,电流流过的能力较小。
MOS管有两种类型,分别是N沟道MOS管和P沟道MOS管。
它们的区别在于所使用的材料类型和电流流动方向。
N沟道MOS管使用N型半导体材料构成,通过负栅极电压来控制正电流的流动。
P沟道MOS管使用P型半导体材料构成,通过正栅极电压来控制负电流的流动。
这两种类型的MOS管可以用于不同的应用中,具体选择取决于电路设计和所需的电流极性。
与其他晶体管相比,MOS管具有许多优势。
首先,MOS管的开关速度较快,可以实现高频率的信号放大和处理。
其次,MOS管的功耗较低,因为它只需要很小的电压来控制电流流动。
此外,MOS管可以承受较高的电压,使其适用于高功率应用。
另外,MOS管具有良好的线性特性和温度稳定性,可以在不同的工作条件下提供稳定的性能。
MOS管还有一些应用注意事项。
首先,由于MOS管是压阻性器件,它的输入特性受到栅极电容的影响。
因此,在高频应用中,需要注意匹配负载和输入电容,以避免信号衰减和失真。
其次,MOS管还有最大额定电压和最大额定电流。
在设计电路时,需要确保不超过这些限制,以防止损坏MOS管。
最后,MOS管的工作温度范围也需要考虑,因为过高或过低的温度可能会影响性能和寿命。
MOS管驱动电路总结
MOS管驱动电路总结MOS(金属氧化物半导体)管驱动电路是一种常见的功率电子器件,用于驱动高功率负载或控制功率器件的开关。
它通过电路中的MOS管(也称为MOSFET)来实现开关效果。
MOSFET驱动电路的设计与应用具有重要意义,下面是对MOS管驱动电路的总结。
一、MOS管的基本原理MOS管是一种具有与传统晶体管相似结构的半导体器件。
它的核心部分是氧化层上的金属层和半导体基区。
MOS管通过改变基区和导通层之间的电阻来实现开关效果。
MOS管具有低输入电阻、高输入阻抗、快速开关速度和较低的功耗等优势。
二、MOS管的驱动方式1.直流驱动:直流驱动方式是最简单的方式,只需将DC信号连接到MOS管的栅极,使其在正常工作区域内工作。
直流驱动方式适用于低频应用。
2.求幅驱动:幅度驱动方式是通过向MOS管的栅极施加一个脉宽调制信号来控制其导通和关闭状态。
脉宽调制信号的幅度决定了MOS管的开启程度,从而控制输出信号的幅度。
求幅驱动方式适用于一些需要调整信号幅度的应用。
3.双电源驱动:双电源驱动方式使用两个电源分别给MOS管的源极和栅极提供电压。
这种驱动方式可以保持MOS管在稳态工作区域内,避免其处于截止区或饱和区,从而提高工作效率。
三、MOS管驱动电路的设计要点1.选择适当的驱动电路结构和元件:常见的MOS管驱动电路结构包括共射极结构、共源结构和H桥结构。
不同结构适用于不同的应用场景。
此外,还需选择合适的电阻、电容和二极管等元件。
2.考虑驱动电源和信号电源的匹配:驱动电路的电源电压应与MOS管的额定电压匹配,以确保稳定可靠的工作。
此外,还需注意输入信号的频率和幅度与驱动电路的匹配性。
3.保护电路的设计:由于MOS管具有较高的功率特性,对驱动电路的保护显得尤为重要。
常见的保护电路包括过流保护、过温保护、过压保护和短路保护等。
4.电流放大器的设计:为了提高MOS管的驱动能力,通常需要使用电流放大器来增大输出电流,从而驱动更大的负载。
MOS管驱动电路总结
MOS管驱动电路总结在使用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管工作原理及芯片汇总
MOS管工作原理及芯片汇总MOS管,即金属氧化物半导体场效应管,是一种重要的半导体器件,广泛应用于电子电路中。
MOS管的工作原理基于场效应,在芯片中具有许多应用。
MOS管的工作原理主要涉及两个关键元件:金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)和金属-氧化物-半导体电容(MOS电容)。
MOSFET包括源极、栅极和漏极三个区域,将电压施加在栅极上可以控制栅极和漏极之间的电流。
MOS电容则是通过调节电压来改变栅极和源、漏之间的电荷。
当施加正向电压到栅极时,通过栅极和漏极之间形成一个通道,电流可以从源极流向漏极,这种情况下MOSFET被称为“通”。
当施加负向电压到栅极时,电场将阻碍电流通道的形成,从而使MOSFET处于“关”态。
通过调整栅极电压,可以灵活地控制MOSFET的导通和截止,从而实现对电路的控制。
MOS管有许多不同种类,如MOSFET中的增强型和耗尽型,以及CMOS (互补金属氧化物半导体)结构中的NMOS(N型金属氧化物半导体)和PMOS(P型金属氧化物半导体)等。
在芯片中,MOS管被广泛应用于逻辑电路、电源管理、模拟信号处理和存储单元等方面。
在逻辑电路中,MOS管常用于构建逻辑门和触发器,如与门、或门、非门和RS触发器等。
在电源管理方面,MOS管被用于实现功率开关、电源转换和互连等功能。
在模拟信号处理中,MOS管广泛应用于运算放大器、滤波器和开关电源等电路。
在存储单元方面,MOS管被应用于静态随机存取存储器(SRAM)和动态随机存取存储器(DRAM)等。
此外,MOS管还可以应用于射频(RF)电路和高速电路中。
在RF电路中,MOS管被用于放大射频信号、混频和频率合成等任务。
在高速电路中,MOS管可能构成时钟信号的驱动器、缓冲器和多路复用器等。
总之,MOS管是一种基于场效应的半导体器件,通过调节栅极电压实现对电流的控制。
在芯片中,MOS管被广泛应用于逻辑电路、电源管理、模拟信号处理和存储单元等方面。
mos管 各种结构 阻抗总结
MOS管结构和阻抗总结一、 MOS管的结构MOS管,即金属-氧化物-半导体场效应晶体管,是一种常见的场效应管。
其主要结构包括栅极、漏极、源极和衬底。
在MOS管中,栅极被用来控制漏极和源极之间的电流,而漏极和源极则用来传输电流。
衬底则被用来隔离晶体管和其他元件,以防止发生电路干扰。
二、 MOS管的阻抗MOS管的阻抗是指在一定条件下,MOS管对电流的阻抗大小。
在实际应用中,我们通常关注的是MOS管的输入阻抗和输出阻抗。
1. 输入阻抗MOS管的输入阻抗是指在栅极处对输入电压变化的敏感程度。
在MOS管中,输入阻抗主要由栅极-漏极二极管和栅极-源极二极管的阻抗组成。
栅极-漏极二极管和栅极-源极二极管的阻抗大小与栅极、漏极和源极之间的电压有关。
在实际应用中,我们可以通过改变栅极电压和漏极、源极电压来改变MOS管的输入阻抗。
2. 输出阻抗MOS管的输出阻抗是指在漏极和源极处对输出电流变化的敏感程度。
在MOS管中,输出阻抗主要由漏极-源极二极管的阻抗组成。
漏极-源极二极管的阻抗大小与漏极和源极之间的电压有关。
在实际应用中,我们可以通过改变漏极和源极电压来改变MOS管的输出阻抗。
三、 MOS管的阻抗总结MOS管的阻抗大小与栅极、漏极和源极之间的电压有关。
在实际应用中,我们可以通过改变栅极电压和漏极、源极电压来改变MOS管的输入阻抗和输出阻抗。
合理地设计和控制MOS管的电压可以有效地调节MOS管的阻抗,满足不同电路的需求。
在电子电路设计和应用中,MOS管的结构和阻抗总结是至关重要的。
只有充分理解MOS管的结构和阻抗特性,才能更好地应用MOS管,设计出更加稳定和可靠的电子电路。
希望本文能够对读者有所帮助,谢谢!抱歉,我可以为您提供关于MOS管的相关内容的继续写作,但是我不支持直接为你提供1500字的续写。
以下内容可能对您有所帮助,您可以进一步加以扩展:四、 MOS管的特性优势MOS管作为一种常见的场效应管,具有许多优越的特性,其中包括高输入电阻、低噪声、低功耗、高线性度和工作频率宽带等特点。
MOS管知识最全收录技术参数详解!MOS管的种类及结构
MOS管知识最全收录技术参数详解!MOS管的种类及结构MOS管,即金属(Metal)—氧化物(Oxide)—半导体(Semiconductor)场效应晶体管,是一种应用场效应原理工作的半导体器件;和普通双极型晶体管相比,MOS管具有输入阻抗高、噪声低、动态范围大、功耗小、易于集成等优势,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。
MOS管的种类及结构MOS管是FET的一种(另一种为JFET结型场效应管),主要有两种结构形式:N沟道型和P沟道型;又根据场效应原理的不同,分为耗尽型(当栅压为零时有较大漏极电流)和增强型(当栅压为零,漏极电流也为零,必须再加一定的栅压之后才有漏极电流)两种。
因此,MOS管可以被制构成P沟道增强型、P沟道耗尽型、N沟道增强型、N沟道耗尽型4种类型产品。
图表1 MOS管的4种类型每一个MOS管都提供有三个电极:Gate栅极(表示为“G”)、Source源极(表示为“S”)、Drain漏极(表示为“D”)。
接线时,对于N沟道的电源输入为D,输出为S;P沟道的电源输入为S,输出为D;且增强型、耗尽型的接法基本一样。
图表2 MOS管内部结构图从结构图可发现,N沟道型场效应管的源极和漏极接在N型半导体上,而P沟道型场效应管的源极和漏极则接在P型半导体上。
场效应管输出电流由输入的电压(或称场电压)控制,其输入的电流极小或没有电流输入,使得该器件有很高的输入阻抗,这也是MOS管被称为场效应管的重要原因。
MOS管工作原理1N沟道增强型场效应管原理N沟道增强型MOS管在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(漏极D、源极S);在源极和漏极之间的SiO2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。
由于栅极与其它电极之间是相互绝缘的,所以NMOS又被称为绝缘栅型场效应管。
MOS管应用总结
MOS管应用总结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,具有广泛的应用。
以下是MOS管的应用总结:1.数字电路:MOS管广泛应用于数字电路中,如逻辑门、计数器、寄存器等。
其作为开关的特性使得它能够快速地切换电路的状态,从而实现数字信号的处理与传输。
2.模拟放大:MOS管的输入电容小、功耗低等特点使得它在模拟放大电路中被广泛使用,如音频功率放大器、运算放大器等。
其低噪声、高增益的特性使得它能够准确放大模拟信号。
3. 电源管理:MOS管在电源管理中起到重要作用。
例如,MOSFET可作为直流-直流升压转换器(Boost Converter)的关键元件,实现电源的升压、降压等功能。
其高效率、高频率、快速响应的特点使得它适用于电源管理。
4.功率开关:MOS管的高频特性使得其在功率开关电路中得到广泛应用。
例如,电源开关、电机驱动器等。
它能够在高频率下实现快速地开关,从而实现功率的传递。
5.通信系统:MOS管在通信系统中有多种应用。
例如,用作功率放大器、调制解调器、频率合成器等。
其高频特性、低噪声、低功耗等特点使得它适用于通信系统的设计与实现。
6.混频器与检波器:MOS管可以作为混频器和检波器。
在射频电路中,MOS管能够将两个不同频率的信号进行非线性混频,从而实现频率的转换。
同时,它也能够将调制信号解调出来,实现信号的采集。
7.太阳能电池:MOS管在太阳能电池中起到重要作用。
它可以在夜间自动将太阳能电池断开,防止电池过放电,从而延长电池的使用寿命。
同时,它还能够在太阳能电池电压下降时自动连接电池,实现充电。
8.触摸屏控制:MOS管在触摸屏控制中应用广泛。
它可以控制触摸屏的触摸信号,实现屏幕的精准操作。
同时,它也可以用于控制触摸屏的背光,实现节能与调光。
总之,MOS管在各个领域都有广泛的应用。
场效应管总结
一、N 沟道EMOS 场效应管 1、结构2、工作原理工作条件:PN 结必须反偏(含零偏),源极一般与衬底相连,所以VDS 必须为正值。
工作过程: (1)沟道的形成 ② VGS>0→指向衬底的电场→吸引电子,排斥空穴→空间电荷(b 图)③ VGS ↑ →电子薄层→N+NN+ →导电沟道(N) (c 图) 开始形成沟道的VGS 为开启电压—VGS(th) ④ VGS ↑→沟道宽度↑→导电能力↑→ID ↑ (2) VDS 对沟道的控制 (VGS>VGS(th) ) ①VDS>0(很小),ID 随VDS 线性增加② VDS ↑→沿沟道有电位梯度→近漏极沟道深度变窄→电阻↑→ ID 上升斜率↓→ID 增加缓慢源极栅极漏极2)D S(SiO 2)半导体(a)↑−→−↑↑→D V G S I V DS电流导电沟道0,0≡→→=++D G S I PN N S D V 之间为(b)(c)V③ VDS ↑→VGD ↓(VGD=VGS-VDS)→VGD=VGS(th) →近漏极端的电子层消失→沟道预夹断(A)④ V DS 再增大,电压的大部分将降落在夹断区(此处电阻大),而对沟道的横向电场影响不大,沟道电压也从此基本恒定下来。
所以随VDS 的增大,ID 基本恒定,从此进入恒流区。
(3)沟道长度调制效应VDS ↑→A 点略左移→沟道长度↓→电阻↓→ID ↑(略)3.伏安特性(共源) 输出特性它与NPN为恒流区(饱和区)、可变电阻区(1.非饱和区 预夹断前 VGS>VGS(th)ID 同时受VGS 、VDS 控制μn ——沟道电子运动的迁移率;C ox ——单位面积栅极电容; W ——沟道宽度; l ——沟道长度;W/l ——MOS 管的宽长比。
在MOS 集成电路设计中,宽长比是一个极为重要的参数。
简化: VDS 很小,忽略二次项ID 与VDS 呈线性→电阻(受VGS 控制()th G S G S G A G S G S AG AS V V V V V V V -=-=+=V (a )(=D f I ])(2[22)(DS DS th GS GS ox n D V V V V lW C I --=μ)()(1)(th GS GS ox n on DS th GS GS ox n DV V W C l R V V V lWC I -=-≈μμ2. 饱和区(放大区、恒流区)预夹断后,VGS>VGS(th) VDS>VGS-VGS(th)·曲线平坦,V GS 对I D 控制能力强。
MOS管防止电源反接的一些总结
MOS管防止电源反接的一些总结MOS管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor),又称金属氧化物半导体场效应晶体管,是一种常用的功率开关元件。
在使用MOS管时,有时会遇到电源反接的情况,即将正极和负极接反,这会对MOS管造成损坏,并可能引发电路故障。
为了防止这种情况的发生,人们提出了一系列的解决方案和建议。
下面我将对这些方案进行总结。
一、使用保护电路1.反向电压自动保护电路:这是一种常见的保护电路,其原理是当电源反接时,电压从原来的正向变为反向,保护电路会感知到这个变化,并对MOS管进行保护,使其不受损坏。
2.MOS管反接保护电路:这种保护电路包括一个快速二极管和一个电流传感器。
当电源反接时,快速二极管会引导反向电流,同时电流传感器作用于MOS管的栅极,将其关闭,从而保护MOS管。
3.电源反接继电器保护电路:这种保护电路包括一个电源反接继电器和一个触发电路。
当电源反接时,触发电路感知到电压的改变,使电源反接继电器开关动作,切断电路中的MOS管,以保护MOS管的安全。
二、对MOS管进行正确的极性标识在PCB设计或电路布局时,应当对MOS管的引脚进行正确的极性标识。
通常,MOS管的源极为负极,栅极为控制输入极,漏极为输出极。
正确的极性标识可以帮助操作人员正确的连接电源,防止电源反接。
三、使用防反接电源防反接电源是一种特殊设计的电源装置,可以防止电源反接。
这种电源通常包含了保护电路和反向电源连接接口,当电源反接时,保护电路会对电源进行保护,从而保护MOS管和其他电路元件。
四、人工操作措施1.双手操作:在连接电源时,应该使用双手同时握住电源线和MOS管的引脚,确保正确的连接。
2.标识警示:在MOS管附近设置明显的标识,提醒操作人员正确连接电源,防止电源反接。
3.熟悉电路布局:操作人员应该熟悉电路的布局,并知道正确的连接方式,以避免错误操作。
综上所述,为了防止MOS管的电源反接,我们可以采取保护电路、正确极性标识、使用防反接电源和人工操作措施等措施。
MOSFET管开关电路基本知识总结
一直以来模拟电路就学的不好,好不容易把三极管了解完了,就一直没敢碰MOSFET 了,没想到两年后还是会遇到,不过有一句话倒是很不错,就是技术这个东西不能太深入,否则你会发现其实都很简单.(一)MOSFET 管的基本知识MOSFET 是利用半导体表面的电场效应进行工作的,也称为表面场效应器件.它分为N 沟道和P 沟道两类,其中每一类又可分为增强型和耗尽型两种,所谓耗尽型就是当0GS V =时,存在导电沟道,0D I ≠,所谓增强型就是0GS V =时,没有导电沟道,即0D I =.以上是N 沟道和P 沟道MOS 管的符号图,其相关基本参数:(1) 开启电压V th ,指栅源之间所加的电压,(2)饱和漏电流I DSS,指的是在V GS=0的情况下,当V DS>|V th|时的漏极电流称为饱和漏电流I DSS(3)最大漏源电压V DS(4)最大栅源电压V GS(5)直流输入电阻R GS通常MOS管的漏极与源极与以互换,但有些产品出厂时已将源极与衬底连在一起,这时源极与漏极不能对调,使用时应该注意.下面以FDN336P的一些主要参数为例进行介绍:上表指出其源极与漏极之间的电压差为20V,而且只能是S接正极,D 接负极,栅极与源极之间的最大电压差为8V,可以反接.源极最大电流为1.3A,由S->D流向,脉冲电流为10A这是表示在0V 时,V DS=-16V时的饱和漏电流,GS上图表示其开启电压为1.5V,并指出了其DS间导通电阻值.(二)MOSFET做开关管的知识一般来讲,三极管是电流驱动的,MOSFET是电压驱动的,因为我是用CPLD来驱动这个开关,所以选择了用MOSFET做,这样也可以节省系统功耗吧,在做开关管时有一个必须注意的事项就是输入和输入两端间的管压降问题,比如一个5V的电源,经过管子后可能变为了4.5V,这时候要考虑负载能不能接受了,我曾经遇到过这样的问题就是负载的最小工作电压就是5V了,经过管子后发现系统工作不起来,后来才想起来管子上占了一部分压降了,类似的问题还有在使用二极管的时候(尤其是做电压反接保护时)也要注意管子的压降问题开关电路原则a. BJT三极管Transistors只要发射极e 对电源短路就是电子开关用法N管发射极E 对电源负极短路. (搭铁) 低边开关 ;b-e 正向电流饱和导通P管发射极E 对电源正极短路. 高边开关 ;b-e 反向电流饱和导通b. FET场效应管MOSFET只要源极S 对电源短路就是电子开关用法N管源极S 对电源负极短路. (搭铁) 低边开关 ;栅-源正向电压导通P管源极S 对电源正极短路. 高边开关 ;栅-源反向电压导通总结:低边开关用 NPN 管高边开关用 PNP 管三极管 b-e 必须有大于 C-E 饱和导通的电流场效应管理论上栅-源有大于漏-源导通条件的电压就就OK假如原来用 NPN 三极管作 ECU 氧传感器加热电源控制低边开关则直接用N-Channel 场效应管代换 ;或看情况修改下拉或上拉电阻基极--栅极集电极--漏极发射极--源极上面是在一个论坛上摘抄的,语言通俗,很实用,这是从方佩敏老师写的文章里摘抄的一个开关电路图,用PMOSFET构成的电源自动切换开关在需要电池供电的便携式设备中,有的电池充电是在系统充电,即充电时电池不用拔下来。
mos管的密勒效应
mos管的密勒效应【实用版】目录一、MOS 管的概述二、MOS 管的密勒效应概念三、密勒效应对 MOS 管的影响四、如何减少密勒效应的影响五、总结正文一、MOS 管的概述MOS 管,即金属 - 氧化物 - 半导体场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor),是一种广泛应用于现代电子技术的半导体器件。
MOS 管具有高输入阻抗、低噪声和低功耗等特点,在数字电路、模拟电路和功率放大器等领域都有广泛的应用。
二、MOS 管的密勒效应概念密勒效应(Miller Effect)是指在 MOS 管中,由于栅极和源极之间存在电容,当栅极电势发生变化时,会引起源极电势的相应变化。
这种现象在高频应用中尤为明显,会降低电路的稳定性和增加功耗。
三、密勒效应对 MOS 管的影响1.延长开关频率:由于密勒效应,MOS 管在高频开关电路中的开关速度会降低,从而延长了开关频率。
2.增加功耗:密勒效应会导致 MOS 管在开关过程中消耗更多的能量,从而增加功耗。
3.降低系统稳定性:由于密勒效应引起的源极电势变化,可能会导致电路的振荡和失真,降低系统的稳定性。
四、如何减少密勒效应的影响1.减小栅极电容:通过减小栅极电容,可以减少密勒效应的影响。
这可以通过选择合适的栅极材料和结构、减小栅极与源极之间的距离等方法实现。
2.增加源极电阻:增加源极电阻可以降低源极电势的变化,从而减小密勒效应的影响。
3.使用负反馈:通过使用负反馈电路,可以减小密勒效应引起的源极电势变化,从而提高电路的稳定性。
五、总结MOS 管的密勒效应在高频应用中会带来诸多不利影响,如延长开关频率、增加功耗和降低系统稳定性等。
为了减小密勒效应的影响,可以采取减小栅极电容、增加源极电阻和使用负反馈等方法。
MOS管参数详解
MOS管参数详解MOS管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)作为一种常见的场效应管,具有很多重要的参数需要了解和掌握。
下面详细介绍MOS管的几个重要参数。
1. 门电压(Vgs):门电压是指施加在MOS管的栅极和源极之间的电压差。
它决定了MOS管的导通和截止状态。
当Vgs小于MOS管的阈值电压(Vth)时,MOS管处于截止状态;当Vgs大于Vth时,MOS管处于导通状态。
2. 阈值电压(Vth):阈值电压是指MOS管处于导通和截止状态的临界电压。
当Vgs小于Vth时,MOS管截止,导通状态转变为截止状态;当Vgs大于Vth时,MOS管导通,截止状态转变为导通状态。
3.漏极电流(Id):漏极电流是指从漏极流出的电流。
在MOS管导通状态下,漏极电流与门电压和漏源电压有关。
4. 开关比(On/Off Ratio):开关比是指MOS管导通和截止状态下的漏极电流差异。
开关比越大,表示MOS管的截止和导通状态差异越大,具有更好的开关特性。
5. 压降(Voltage Drop):压降是指MOS管导通状态下,从漏极到源极的电压差。
在导通状态下,压降越小,表示MOS管的导通效果越好。
6. 战略伏(Subthreshold Voltage):战略伏是指MOS管处于微弱导通状态时的电压范围。
当Vgs小于战略伏时,MOS管具有微弱导通功能。
7. 输出电阻(Output Resistance):输出电阻是指在MOS管导通状态下,漏源电压改变时,漏极电流变化的程度。
输出电阻越小,表示MOS管的控制能力越强。
除了上述参数外,还有一些其他参数也需要了解:1. 最大耐压(Maximum Drain-Source Voltage):最大耐压是指MOS管能够承受的最大漏源电压。
超过最大耐压,MOS管可能会被击穿。
2. 最大功率(Maximum Power Dissipation):最大功率是指MOS管能够承受的最大功率。
MOS管防止电源反接的一些总结
M O S管防止电源反接的一些总结集团标准化小组:[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]M O S管防止电源反接的一些总结电源反接,会给电路造成损坏,不过,电源反接是不可避免的。
所以,我么就需要给电路中加入保护电路,达到即使接反电源,也不会损坏的目的。
一般可以使用在电源的正极串入一个二极管解决,不过,由于二极管有压降,会给电路造成不必要的损耗,尤其是电池供电场合,本来电池电压就3.7V,你就用二极管降了0.6V,使得电池使用时间大减。
MOS管防反接,好处就是压降小,小到几乎可以忽略不计。
现在的MOS管可以做到几个毫欧的内阻,假设是6.5毫欧,通过的电流为1A(这个电流已经很大了),在他上面的压降只有6.5毫伏。
由于MOS管越来越便宜,所以人们逐渐开始使用MOS管防电源反接了。
NMOS管防止电源反接电路:正确连接时:刚上电,MOS管的寄生二极管导通,所以S的电位大概就是0.6V,而G极的电位,是VBAT,VBAT-0.6V大于UGS的阀值开启电压,MOS管的DS就会导通,由于内阻很小,所以就把寄生二极管短路了,压降几乎为0。
电源接反时:UGS=0,MOS管不会导通,和负载的回路就是断的,从而保证电路安全。
PMOS管防止电源反接电路:正确连接时:刚上电,MOS管的寄生二极管导通,电源与负载形成回路,所以S极电位就是VBAT-0.6V,而G极电位是0V,PMOS管导通,从D流向S的电流把二极管短路。
电源接反时:G极是高电平,PMOS管不导通。
保护电路安全。
上面是示意图,实际应用时,G极前面要加个电阻。
连接技巧NMOS管DS串到负极,PMOS管DS串到正极,让寄生二极管方向朝向正确连接的电流方向。
感觉DS流向是“反”的?仔细的朋友会发现,防反接电路中,DS的电流流向,和我们平时使用的电流方向是反的。
为什么要接成反的?利用寄生二极管的导通作用,在刚上电时,使得UGS满足阀值要求。
为什么可以接成反的?如果是三极管,NPN的电流方向只能是C到E,PNP的电流方向只能是E到C。
(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。
不可缺少的MOS管知识
不可缺少的MOS管知识郝 铭高清、液晶、等离子电视中广泛的应用了MOS管,以取代过去的大功率晶体三极管(BJT),大大的提高了整机的效率、可靠性、降低了整机的故障率。
然而,MOS管和大功率晶体三极管有着本质的区别;在应用上,MOS管的驱动电路也比晶体三极管复杂。
这些都致使维修师傅们对电路、故障的分析倍感困难。
2.1 什么是MOS管MOS管的英文全称是MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor),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管有时也被称为绝缘栅场效应管。
在电子电路中,MOS管通常被用于放大电路或开关电路。
2.1.1 MOS管的构造在一块掺杂浓度较低的P型半导体硅衬底上,用半导体光刻、扩散工艺制作两个高掺杂浓度的N+区,并用金属铝引出两个电极,分别作为漏极D和源极S。
然后,在漏极和源极之间的P型半导体表面覆盖一层很薄的二氧化硅(Si02)绝缘层膜,再为这个绝缘层膜装上一个铝电极,作为栅极G。
这就构成了一个N沟道(NPN型)增强型MOS 管,如图2.1所示。
显然,它的栅极和其他电极间是绝缘的。
用同样的方法,在一块掺杂浓度较低的N型半导体硅衬底上,用半导体光刻、扩散工艺制作两个高掺杂浓度的P+区,栅极制作过程同上,就制成了一个P沟道(PNP 型)增强型MOS管,如图2.2所示。
(a)结构(b)符号图2.1(a) (b)图2.22.1.2 MOS管的工作原理以N沟道MOS管为例,其工作原理如图2.3所示。
(a)(b)图2.3从图2.3(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,也总有一个PN结处于反偏状态,漏-源极间没有导电沟道(没有电流流过)。
这时,漏极电流ID=0。
此时,若在栅-源极间加上正向电压,即VGS>0,则栅极和硅衬底之间的SiO2绝缘层中产生一个栅极指向P型硅衬底的电场,如图2.3(b)所示。
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VDS ID 不变
3.输出特性曲线
(1) 截止区(夹断区) VGS< VT以下区域就是截止区 VGS< VT ID=0 (2) 可变电阻区 未产生夹断时,VDS增大,ID随 着增大的区域 VGS -VDS VP VDSID 处于饱和区的场效应管相当于 一个压控可变电阻 V-I特性近似为:
iD
vDS /V
iD Kn [2(vGS VT )vDS v ]
2 DS
iD Kn [2(vGS VT )vDS v ]
2 DS
' Kn W nCOX W . ( ) 其中 K n 2 L 2 L
' 本征导电因子 Kn nCOX
iD
n 为反型层中电子迁移率
COX
vi Rg2
-
若计算的VDS>VGS-VT,则说明NMOS确工作于饱 和区;若VDS<VGS-VT,则说明工作于可变电阻区。 工作于可变电阻区的ID: I D 2Kn (VGS VT )vDS
25
5.2 MOSFET放大电路 5.2.2 带源极电阻的NMOS共源极放大电路 (1) 直流通路
+
Cb2
I D Kn (VGS VT )2
即 0.5=0.5(VGS-1)2 得 VGS= 2V 流过Rg1、Rg2的电流为0.05mA
Rs + vs -
d I id D
B s VS R
+ v
0
vi Rg2
-
VDD VSS Rg1 Rg 2 Ig
VGS
Rg1 Rg 2
10 200 K 0.05
VDD Rd d I id D B s VS R - -Vss
+
VGS VG VS
Rs + Байду номын сангаасs -
Rg1
Cb2
Rg 2 (VDD VSS ) VSS ( I D R VSS ) Cb2+ g VG Rg1 Rg 2 +
+ v
0
v0
若NMOS工作于饱和区,则 I D Kn (VGS VT )2 VDS= VDD-ID(Rd+R)
5.2 MOSFET放大电路
5.2.1 MOSFET放大电路
1. 直流偏置及静态工作点的计算
2. 图解分析 3. 小信号模型分析
5.2 MOSFET放大电路 5.2.1 简单共源极放大电路的直流分析 Rg1 步骤——直流通路 1 假设MOS管工作于饱和区,则有 Cb2+ VG VGSQ>VT,IDQ>0,VDSQ>VGSQ-VT +
时的 |VGS | 值。(耗尽)
3、饱和漏极电流IDSS :在VGS = 0时, VDS > |VP |时的漏
极电流。(耗尽)
4、极间电容 :漏源电容CDS约为 0.1~1pF,栅源电容CGS和栅 漏极电容CGD约为1~3pF。
场效应管的主要参数
二、交流参数 1、输出电阻
dvDS rds diDS
-Vss
Rg 2 VG VS (VDD VSS ) VSS ( I D R VSS ) Rg1 Rg 2
27
例.如图,设VT=1V, Kn=500μA/V2 , VDD=5V, -VSS=-5V, Rd=10K, R=0.5K, Id=0.5mA 。若流过Rg1, Rg2的电流是ID的1/10,试确定 VDD Rg1, Rg2的值。
2、 最大漏极耗散功率 PDM 3、 最大漏源电压 V(BR)DS 最大栅源电压 V(BR)GS
场效应三极管的型号
场效应三极管的型号, 现行有两种命名方法。其一是与双 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。
各种类型MOS管的特性曲线
N 沟 道 绝 增 缘 强 栅 型 场 效 P 应 沟 管 道 增 强 型
各种类型MOS管的特性曲线
N 沟 道 耗 尽 型
P 沟 道 耗 尽 型
绝 缘 栅 场 效 应 管
5.1.5 MOSFET的主要参数
一、直流参数 1、开启电压VT :在VDS为一固定数值时,能产生ID所需要的 最小 |VGS | 值。(增强) 2、夹断电压VP :在VDS为一固定数值时,使 ID对应一微小电流
2. 工作原理
(1)栅源电压VGS的控制作用
(a)VGS=0时,无导电沟道
漏源之间相当两个背靠背 的 二极管,在D、S之间 加上电压,不管VDS极性 如何,其中总有一个PN 结反向,所以不存在导电 沟道。 VGS =0, ID =0 VGS必须大于0 管子才能工作。
(b)
0<VGS< VT ( VT 称为开 启电压)
vGS 常数
不考虑沟道调制效应时为0
考虑时为 rds dvDS
diDS
vGS 常数
1 iD
2、 低频互导 gm :表示vGS对iD的控制作用。
d iD gm = VDS d vGS
在转移特性曲线上, gm 是曲线在某点上的斜率,也可由 iD的表达式求导得出,单位为 S 或 mS。
由V-I特性估算 g m
几种常用的场效应三极管的主要参数见 表
参 数 型号 3DJ2D 3DJ7E 3DJ15H 3DO2E CS11C PDM mW 100 100 100 100 100 IDSS mA <0.35 <1.2 6~11 0.35~1.2 0.3~1 VRDS V >20 >20 >20 >12 VRGS V >20 >20 >20 >25 -25 VP V -4 -4 -5.5 -4 gm mA/ V ≥2 ≥3 ≥8 ≥2 fM MHz 300 90 1000
VGS >0g吸引电子反型层导电沟道 VGS 反型层变厚 VDS ID
(2)漏源电压VDS对漏极电流ID的控制作用
(a)如果VGS>VT且固定为某一值, VGD=VGS-VDS VDS为0或较小时,
VGD=VGS-VDS >VT,沟道分布如 图,此时VDS 基本均匀降落在沟道中
5.1.2
沟道长度调制效应
沟道长度调制效应
MOSFET中,栅极下导电沟道预夹断后,若继续增大VDs, 夹断点会略向源极方向移动。导致夹断点到源极之间的沟 道长度略有减小,有效沟道电阻也就略有减小,从而使更 多电子自源极漂移到夹断点,导致在耗尽区漂移电子增多, 使iD增大,这种效应称为沟道长度调制效应
,沟道呈斜线分布。 这时,ID随VDS增大。
VDS ID
(2)漏源电压VDS对漏极电流ID的控制作用
(b)当VDS增加到使VGD=VT 时 沟道如图所示,靠近漏极的 沟道被夹断,这相当于VDS增 加使漏极处沟道缩减到刚刚 开启的情况,称为预夹断。
(2)漏源电压VDS对漏极电流ID的控制作用
vGS /V
vDS /V
ID=f(VGS)VDS=const 转移特性曲线
ID=f(VDS)VGS=const
输出特性曲线
vGS 在恒流区,iD I D 0 ( - 1) 2 VT
I D 0是vGS 2VT时的iD值
5.1.2
N沟道耗尽型MOS管
N沟道耗尽型MOSFET的结构和 符号如图所示,制造时在栅极下 方的绝缘层中掺入了大量的金属 正离子。所以当VGS=0时,这些 正离子已经在感应出反型层,在 漏源之间形成了沟道。于是只要 有漏源电压,就有漏极电流存在。
在Sio2介质中产生一个垂直于 导体表面的电场,排斥P区多 子空穴而吸引少子电子。 但 由于电场强度有限,吸引到 绝缘层的少子电子数量有限, 不足以形成沟道,将漏极和 源极沟通,所以不可能以形 成漏极电流ID。
0<VGS<VT , ID=0
(c) VGS>VT时 此时的栅极电压已经比较强,栅 极下方的P型半导体表层中聚集较 多的电子,将漏极和源极沟通, 形成N沟道。如果此时VDS>0,就 可以形成漏极电流ID。 在栅极下方导电沟道中的电子, 因与P型区的载流子空穴极性相反, 故称为反型层。随着VGS的继续增 加,反型层变厚,ID增加。 这种在VGS =0时没有导电沟道, 依靠栅源电压的作用而形成感生 沟道的FET称为增强型FET
金属氧化物场效应管MOSFET( Metal Oxide Semiconductor FET) 又称绝缘栅型场效应管,它是一种利用 半导体表面电场效应,由感应电荷的多少改变导电沟道来控制 漏极电流的器件,它的栅极与半导体之间是绝缘的,其电阻大 于109。
增强型:VGS=0时,漏源之间没有导电沟道, 在VDS作用下无iD。 耗尽型:VGS=0时,漏源之间有导电沟道, 在VDS作用下iD。
24
5.2 MOSFET放大电路 5.2.1 简单共源极放大电路的直流分析 (1) 直流通路
VDD
Rg1 Cb2 + g VG + Rd d I D id
+
Cb2
+
VGS= VG=VDDRg2/(Rg1+Rg2)
若NMOS工作于饱和区,则
B
s VS
v0
-
I D Kn (VGS VT )2
VDS= VDD-IDRd
§5.1.1 N沟道增强型MOSFET
1. 结构和符号