MOS管的构造及MOS管种类和结构
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管封装结构
mos管封装结构摘要:1.MOS 管的概述2.MOS 管的封装结构分类3.常见MOS 管封装结构的特点及应用4.MOS 管封装结构的发展趋势正文:一、MOS 管的概述MOS 管,全称为金属- 氧化物- 半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor),是一种广泛应用于现代电子设备的半导体器件。
它依据半导体材料的导电特性,利用栅极电压的变化来控制源漏极之间的电流,具有高输入阻抗、低噪声和低功耗等特点。
二、MOS 管的封装结构分类根据封装形式和材料,MOS 管的封装结构可分为以下几类:1.塑料封装:采用塑料材料作为封装外壳,具有成本低、工艺简单等优点,但散热性能相对较差,适用于低功率MOS 管。
2.金属封装:采用金属材料作为封装外壳,具有良好的散热性能和高频特性,适用于高功率和超高频MOS 管。
3.陶瓷封装:采用陶瓷材料作为封装外壳,具有较高的散热性能和良好的密封性,适用于高功率MOS 管。
4.玻璃封装:采用玻璃材料作为封装外壳,具有良好的绝缘性能和较高的可靠性,适用于高压MOS 管。
三、常见MOS 管封装结构的特点及应用1.SOP(Small Outline Package):小型封装,具有体积小、成本低等特点,适用于低功率MOS 管。
2.DIP(Dual In-Line Package):双列直插式封装,具有插拔方便、可靠性高等特点,适用于中功率MOS 管。
3.TO(Transistor Outline):晶体管外形封装,具有散热性能好、可靠性高等特点,适用于高功率MOS 管。
4.QFN(Quad Flat No-lead Package):四侧无引脚扁平封装,具有体积小、引脚数多等特点,适用于高频、低功耗MOS 管。
四、MOS 管封装结构的发展趋势随着电子技术的发展,对MOS 管封装结构的要求也越来越高。
未来的发展趋势主要体现在以下几个方面:1.封装尺寸的微型化:为了满足电子设备轻薄短小的要求,MOS 管封装结构将朝着微型化方向发展。
mos管的内部结构
mos管的内部结构
MOS管的内部结构。
金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET)是一种重要的半导体器件,广
泛应用于集成电路和功率电子领域。
MOS管的内部结构包括栅极、
绝缘层和半导体材料。
首先是栅极(Gate)部分,它由高纯度的金属或多晶硅制成。
栅极的作用是控制电流的流动,通过在栅极上加上电压来控制通道
的导通与截断。
其次是绝缘层(Insulator),通常采用氧化硅作为绝缘层材料。
绝缘层的作用是隔离栅极和半导体材料,防止电流的泄漏和损耗。
最后是半导体材料部分,它由n型或p型半导体材料构成。
在MOS管中,半导体材料被分为源极(Source)和漏极(Drain),它
们之间的区域被称为通道(Channel)。
当在栅极上施加电压时,电
场会影响通道中的载流子浓度,从而控制电流的流动。
总的来说,MOS管的内部结构是由栅极、绝缘层和半导体材料组成的。
这种结构使得MOS管能够在集成电路和功率电子器件中发挥重要作用,为现代电子技术的发展提供了重要支持。
第2章 第2讲 MOS结构和分类
D
G
B
S
NMOS with Bulk Contact
MOS:栅极和衬底 :
• 器件工作过程中,栅极和衬底之间的 电压形成纵向电场,这个电场会在衬 底表面会形成一个导电通道,该沟道 会连接源端和漏端 • MOS的栅极同其他三个电极是绝缘 的,因此MOS也称为绝缘栅场效应 晶体管(IGFET) • MOS的衬底BULK端是掺杂的半导体, 一般接固定的电源和地电压,因此有 时候MOS器件的符号只标出G-D- S三端
N沟道增强型MOSFET的物理结构
N沟道增强型MOSFET结构示意图
MOS器件结构 器件结构
• MOS器件有四个端可以连接电极,所 以是一个四端器件,这四个端分别称 为源,漏,栅和衬底 • 半导体衬底表面在栅极绝缘层以下的 部分称为沟道区,因为在mos工作过 程中会在这里形成导电沟道 • 因此,MOS在纵深方向是M-O-S 三层结构,在横向是源-沟道-漏的 三个区
漏电压对沟道电荷的影响
VGS >VT VDS < VD sat
n+
Qc
L
n+
VGS > VT
VDS = VD sat
n+
Qc
Q (L)=0 c
n+
VGS >VT
VDS >VD sat
n+
Qc
L eff
夹 断 区
n+
没有漏电压时沟道区电荷分布
漏电压较小时沟道区电荷分布
漏端沟道夹断情况
漏电压较大时沟道区电荷分布
沟道长度的计算
Polysilicon gate
• 由于源漏区加工 过程中掺杂向半 导体表面横向扩 散,实际的沟道 长度同设计中图 形宽度并不相等 L=LG-2Ld
MOS管介绍概要PPT课件
预夹断点开始, ID基本不随VDS
极电流。
增加而变化。
.
18
增强型MOSFET的工作原理
.
19
MOSFET的特性曲线
1.漏极输出特性曲线
V V V
DS
GS T
.
20
2.转移特性曲线— VGS对ID的控制特性
ID=f(VGS)VDS=常数 转移特性曲线的斜 率 gm 的大小反映了栅 源电压对漏极电流的控 制作用。 其量纲为 mA/V,称gm为跨导。
VGD=VGS-VDS,比源端耗尽 层所受的反偏电压VGS 大,(如:VGS=-2V, VDS =3V, VP=-9V,则漏端耗尽层受反 偏当V电DS压继续为增-5加V时,,源预端夹耗断尽点向层
受源极反方偏向电伸压长为为预-2夹V断),使区靠。由近于
漏预夹端断的区耗电尽阻层很比大,源使端主厚要,VD沟S 道降落比在源该端区窄,,由此故产VD生S对的强沟电道场
用途:做无触点的、 接通状态的电子开关。
条件:整个沟道都夹断
V V
GS
P
击穿区
当漏源电压增大到
V V 时,漏端PN结
DS
(BR)DS
发生雪崩击穿,使iD 剧增的区域。其值一般为
(20— 50)V之间。由于VGD=VGS-VDS, 故vGS越负,
对应的VP就越小。管子不能在. 击穿区工作。
9
i ②转移特性曲线 Df(VGS)VDSC
输入电压VGS对输出漏极电流ID的控制
iD / v G Q S d D /d iG Q v S g m m s
.
10
结型场效应管的特性小结
N 沟 道 耗
结尽 型型
场
效P 应沟 管道
mos管的解析
MOS管的解析第一部分:介绍MOS管金属-氧化物-半导体场效应晶体管,通常称为MOS管,是一种关键的半导体器件,广泛应用于电子领域。
它在现代电子设备和集成电路中扮演着至关重要的角色。
为了更深入理解MOS管,我们将逐步探讨其结构、工作原理和应用领域。
1.1 结构MOS管通常由金属、氧化物和半导体材料构成。
其基本结构包括两个金属电极,分别被称为源极和漏极,它们与半导体材料之间通过一个绝缘层,即氧化物层,相隔开。
这个结构创造了一个场效应晶体管,通过改变栅极电压,可以控制源极和漏极之间的电流。
1.2 工作原理MOS管的工作原理基于栅极电压的控制。
当栅极施加正电压时,在氧化物层下形成一个电场,将半导体材料中的载流子排斥或吸引到接近漏极或源极的区域。
这种电场效应导致通道的形成或截断,从而控制了电流的流动。
MOS管有两种主要类型:N沟道MOS(NMOS)和P沟道MOS(PMOS),它们分别使用不同的载流子类型。
第二部分:MOS管的应用领域MOS管作为一种强大的电子器件,被广泛用于各种应用领域。
以下是一些主要领域的应用示例:2.1 集成电路MOS管在集成电路(ICs)中扮演着关键的角色。
ICs是现代电子设备的基础,包括计算机、智能手机、芯片卡等。
MOS管的微小尺寸和低功耗特性使其成为高度集成电路的理想选择。
2.2 数模转换MOS管用于模拟信号的数字到模拟转换(ADC)和模拟到数字转换(DAC)。
这些应用包括音频处理、通信系统和传感器技术。
2.3 逻辑电路MOS管用于数字逻辑电路,如门电路、触发器和寄存器。
它们用于执行各种计算和控制任务,是计算机处理和存储信息的核心。
2.4 放大器MOS管也被用作放大器,用于放大电信号,例如音频和射频信号。
这些放大器在音响系统、通信设备和射频通信中发挥着重要作用。
2.5 电源管理MOS管在电源管理电路中用于调整电压和电流,以满足不同设备的电能需求。
这对于延长电池寿命和提高设备效率至关重要。
MOS场效应管的基本结构及应用
MOS场效应管的基本结构及应用1 MOS管基本结构2 MOS管的输出特性3 MOS管的交流小信号模型4 亚阈值模型5 基本MOS电流镜6 基本差分输入电路1 MOS管基本结构MOS场效应管是以硅为衬底材料,以二氧化硅为绝缘层,以金属铝或掺杂多晶硅为栅,所以成为金属——氧化硅——半导体场效应管,简称MOS管。
每一个MOS管都有两个重掺杂区构成器件的两个端口:源端(S)与漏端(D)和一个重掺杂的多晶硅构成器件的栅级(G),栅极与沟道之间有栅氧(即薄层SiO2)隔离,输入电阻达1014欧姆以上。
MOS集成电路的工艺比较简单,集成密度高是超大规模集成电路的特点。
NMOS增强型场效应管典型结构如图1所示,其中衬底材料为P型半导体,两个N+区由扩散工艺形成,分别为源区和漏区。
栅氧化层上面是金属电极,称为栅极。
栅氧化层下面及源、漏之间的区域称为沟道区。
源及漏区分别由金属电极接触形成S极,D极。
衬底引出的电极为B极,通常B与源是短接并且接地,但有时也将源极N+与衬底B之间加上反偏电压,此时其特性与S、B短接时不同。
图1 NMOS增强型场效应管结构图MOS 管分为增强型和耗尽型两类,增强型场效应管的特点是栅源电压V GS =0时,栅氧化层下面不存在n 型导电沟道,只有当在栅极上加以正电压V GS >V T (阈值电压)时,才在源、漏之间的P 型材料表面形成一个导电的沟道,使导电类型相同的源、漏区连接起来。
耗尽型场效应管,其主要特点是栅源电压V GS =0时,N 型沟道已经存在了。
控制氧化层中一定数量的正电荷或用离子注入便能做到这一点。
在同一衬底上,生成P 沟道MOS 场效应管和N 沟道MOS 场效应管,这种结构和工艺通常称为COMS 电路结构与工艺。
由于CMOS 电路结构简单,功耗小,因而在MOS 集成电路中,广泛采用电路结构与工艺。
MOS 场效应管在应用中有多种连接方式。
最常用的是共源连接方式,以N 沟道增强型MOS 管为例,如图2所示。
mos管 场效应管
mos管场效应管
MOS管(金属氧化物半导体场效应管)是一种半导体器件,由金属氧化物半导体(MOS)组成。
它是一种负责电流的控制和放大的三极管。
MOS管具有低功耗、高频率操作、高输入电阻和快速开关特性等优点,因此被广泛用于电子设备中的放大、开关和电源控制等应用。
MOS管根据工作原理的不同,可分为n沟道MOS(NMOS)和p沟道MOS(PMOS)。
NMOS是由n型沟道构成,当在沟道上施加正电压时,会形成导通路径,使电流通过。
PMOS 则是由p型沟道构成,当在沟道上施加负电压时,会形成导通路径。
MOS管的导通和截断状态由栅极与沟道之间的电压控制。
MOS管还有一种常用的类型是CMOS(互补金属氧化物半导体),它由NMOS和PMOS组成,可以有效地减少功耗和提高性能。
CMOS在数字电路和集成电路中得到广泛应用。
总之,MOS管是一种重要的场效应管,具有许多优点,使其被广泛应用于各种电子设备中。
(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管结构与分类
MOS管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)是一种重要的半导体器件,其结构和分类如下:
结构:
MOS管由金属-氧化物-半导体构成,主要包括栅极、绝缘层和半导体三部分。
1. 栅极(Gate):用金属或多晶硅制成,用于控制通道的导通和截止。
2. 氧化物层(Oxide):通常采用二氧化硅(SiO2)作为绝缘层,用于隔离栅极和半导体。
3. 半导体(Semiconductor):通常采用硅(Si)作为半导体材料。
分类:
根据不同的工作原理和结构特点,MOS管可以分为多种类型,主要包括以下几类:
1. N沟道MOS管(n-channel MOSFET):栅极控制N型沟道的导通和截止,主要用于负载开关和放大器电路。
2. P沟道MOS管(p-channel MOSFET):栅极控制P型沟道的导通和截止,与N 沟道MOS管相反,也用于负载开关和放大器电路。
3. 增强型MOS管(Enhancement-mode MOSFET):需要外加电压才能使通道导通的MOS管,通常用于数字逻辑电路和放大器电路。
4. 耗尽型MOS管(Depletion-mode MOSFET):无需外加电压即可导通的MOS 管,主要用于模拟电路和功率放大器电路。
5. MOS场效应晶体管(MOSFET):是一种常用的场效应晶体管,具有高输入阻抗、低输入电流和大功率驱动能力等特点,广泛应用于各种电子设备和电路中。
以上是MOS管的基本结构和分类,不同类型的MOS管在电子电路中有着不同的应用场景和特点。
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。
MOS管基础知识
MOS管( MOSFET)基础知识:结构,特性驱动电路及应用MOS管( MOSFET)基础知识:结构,特性驱动电路及应用分析下面是我对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M OS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。
选择导通电阻小的MOS管会减小导通损耗。
MOS管的分类简介
MOS管的分类简介场效应管分为结型场效应管(JFET)和绝缘栅场效应管(MOS管)两大类。
按沟道材料型和绝缘栅型各分N沟道和P沟道两种;按导电方式: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。
5.1结型场效应管(JFET)1、结型场效应管的分类:结型场效应管有两种结构形式,它们是N沟道结型场效应管和P沟道结型场效应管。
结型场效应管也具有三个电极,它们是:栅极;漏极;源极。
电路符号中栅极的箭头方向可理解为两个PN结的正向导电方向。
2、结型场效应管的工作原理(以N沟道结型场效应管为例),N沟道结构型场效应管的结构及符号,由于PN结中的载流子已经耗尽,故PN基本上是不导电的,形成了所谓耗尽区,当漏极电源电压ED一定时,如果栅极电压越负,PN结交界面所形成的耗尽区就越厚,则漏、源极之间导电的沟道越窄,漏极电流ID就愈小;反之,如果栅极电压没有那么负,则沟道变宽,ID变大,所以用栅极电压EG可以控制漏极电流ID的变化,就是说,场效应管是电压控制元件。
5.2绝缘栅场效应管1、绝缘栅场效应管(MOS管)的分类:绝缘栅场效应管也有两种结构形式,它们是N 沟道型和P沟道型。
无论是什么沟道,它们又分为增强型和耗尽型两种。
2、它是由金属、氧化物和半导体所组成,所以又称为金属—氧化物—半导体场效应管,简称MOS场效应管。
3、绝缘栅型场效应管的工作原理(以N沟道增强型MOS场效应管)它是利用UGS来控制“感应电荷”的多少,以改变由这些“感应电荷”形成的导电沟道的状况,然后达到控制漏极电流的目的。
在制造管子时,通过工艺使绝缘层中出现大量正离子,故在交界面的另一侧能感应出较多的负电荷,这些负电荷把高渗杂质的N区接通,形成了导电沟道,即使在VGS=0时也有较大的漏极电流ID。
mos管的构造
mos管的构造摘要:1.MOS 管的定义与结构2.MOS 管的工作原理3.MOS 管的种类与应用正文:一、MOS 管的定义与结构MOS 管,全称为金属- 氧化物- 半导体场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor),是一种半导体器件。
它主要由n 型或p 型半导体的基片、源极、漏极和栅极组成。
其中,基片为p 型或n 型半导体,源极和漏极也分别为p 型和n 型半导体,栅极通常由金属材料制成。
在基片和栅极之间有一层绝缘层,通常为氧化铝或氮化硅等,起到隔离电子的作用。
二、MOS 管的工作原理MOS 管的工作原理主要基于半导体的场效应。
当栅极施加正向电压时,栅极和源极之间的绝缘层上会形成一个正向电场。
这个电场可以吸引源极处的电子,使其向栅极方向运动。
如果这个电子流足够大,就会形成一个电流,从而导致MOS 管的导通。
反之,当栅极施加负向电压时,就会形成一个反向电场,使得源极处的电子受到抑制,从而减小电流,使MOS 管处于截止状态。
三、MOS 管的种类与应用根据栅极材料的不同,MOS 管可以分为两种:nMOS 管和pMOS 管。
nMOS 管的栅极材料为p 型半导体,如硼;pMOS 管的栅极材料为n 型半导体,如磷。
这两种MOS 管具有不同的特性,可以满足不同电路的需求。
MOS 管广泛应用于各种电子设备和电路中,如放大器、开关、振荡器等。
其优点在于具有高输入阻抗、低噪声、低失真、大信号增益等特性,因此在模拟电路和数字电路中都有很好的表现。
同时,MOS 管的功耗较低,可以降低设备的能耗,提高其工作效率。
综上所述,MOS 管作为一种重要的半导体器件,具有广泛的应用前景。
MOS管
2.MOS管的结构——场效应管(;
P沟道:当UGS 小于导通电压0时,D-S极导通;
S (Source):源极 G (Gate):栅极 D (Drain):漏极 B (Substrate):衬底
等效电路
OFF ,截止状态
ON,导通状态
2.解决方法——输入端加上带缓冲级的CMOS门
或非门 缓冲器 与非门
五、漏极开路的门电路(OD门)
1.可将输出并联使用,实 现线与 或用作电平转换、驱动 器 2.使用时允许外接 RL , VDD (VDD可以不等于 VDD )
• 3. 使用注意事项: • (1)关于电源电压 • A. CMOS电路的电源的极性不可反接,否则,会 • 造成电路永久性损坏; • B. 4000型CMOS系列的电源电压在3~15V范围 • 选择,最大不超过18V; • C. 电压越高,抗干扰性越好; • D. 高速CMOS电路HC系列的电源电压在 2~6V 范围选择,HCT系列的电源在4.5~5.5V范围 选择,最大不超过7V; E. 电路工作时,应先接入直流电源,后接其它信 号源;结束时,应先关闭信号源,再切断电源。
带缓冲级的CMOS门 1、与非门
存在的缺点: (1) : 输出电阻 RO受输入状态影响 A 1, B 1则RO RON 2 RON 4 2 RON A 0, B 0则RO RON 1 // RON 3 A 0, B 1则RO RON 1 RON A 1, B 0则RO RON 3 RON ( 2)输出的高低电平受输入 端数目的影响 输入端越多, VOL 越高, VOH 也更高 (3)使T2、T4的VGS 达到开启电压时, 对应的 VI 值不同 1 RON 2
4.MOS管的基本开关电路
(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管规律
mos管规律Mos管规律是指金属氧化物半导体场效应管,也被称为金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,简称MOSFET)。
作为一种重要的电子器件,MOS管在现代电子技术中起着关键作用。
本文将从MOS管的结构、工作原理、特点和应用等方面,探讨MOS管规律。
一、MOS管的结构MOS管由金属氧化物半导体材料构成,主要包括源极、漏极和栅极三个区域。
源极和漏极是N型或P型半导体材料,而栅极是金属氧化物层和金属电极组成的双层结构。
这种结构使得MOS管具有较好的绝缘性能和电流控制能力。
二、MOS管的工作原理MOS管通过在栅极施加电压来控制源极和漏极之间的电流。
当栅极施加正电压时,栅极与源极之间形成正偏压,使得N型或P型半导体材料中的自由电子或空穴受到排斥,形成一个耗尽层。
此时,MOS 管处于截止状态,没有电流流过。
当栅极施加负电压时,栅极与源极之间形成反偏压,使得N型或P 型半导体材料中的自由电子或空穴受到吸引,形成一个导电通道。
此时,MOS管处于导通状态,电流可以从源极流向漏极。
三、MOS管的特点1. 高输入电阻:由于MOS管的栅极与源极之间的绝缘层,使得MOS 管具有极高的输入电阻。
这种特点使得MOS管对输入信号的响应十分灵敏,适用于低功耗电路设计。
2. 低开关功耗:MOS管在截止状态下几乎不消耗功率,只有在导通状态下才会有功耗。
这使得MOS管在功耗控制方面具有优势,适用于电池供电等对功耗要求较高的场景。
3. 快速开关速度:MOS管具有较短的开关时间,可以迅速响应输入信号的变化。
这使得MOS管在高频电路中有着广泛的应用。
4. 可靠性高:由于MOS管的工作原理和结构的特点,使得其具有较高的可靠性和稳定性。
这使得MOS管在工业控制、通信设备等领域中得到广泛应用。
四、MOS管的应用1. 电源管理:MOS管可以用于电源开关和电源调节,实现高效能耗和电压稳定的电源管理。
MOS场效应管概述
• 三极管中多子、少子同时参与导电,故称双 极型器件。
伏安特性
由于MOS管栅极电流 为零,故不讨论输入特 性曲线。
共源组态特性曲线:
IG0 VG+-S
ID
+
T VDS
-
输出特性: ID= f ( VDS ) VGS = 常数 转移特性: ID= f ( VGS ) VDS = 常数 转移特性与输出特性反映场效应管同一物理过程, 它们之间可以相互转换。
▪ rds为场效应管输出电阻: rds 1 /(I DQ )
与三极管输出电阻表达式 rce 1 /(ICQ ) 相似。
▪ MOS管跨导
gm
iD vGS
Q
利用
ID
COXW
2l
(VGS
VGS(th) )2
得
gm
iD vGS
Q 2
COXW
2l
I DQ
三极管跨导
gm
iC vBE
Q
re
38.5ICQ
从平方律关系式:
ID
nCOXW
2l
(VGS
VGS(th) )2
若考虑沟道长度调制效应,则ID的修正方程:
ID
nCOXW
2l
(VGS
VGS(th)
)2
1
VDS VA
nCOXW
2l
(VGS
VGS(th) )2
1
VDS
其中: 称沟道长度调制系数,其值与l 有关。
通常 =( 0.005 ~ 0.03 )V-1
P
P
由图 VGD = VGS - VDS
▪ VDS很小时 → VGD VGS 。此时W近似不变,即Ron不变。
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MOS管的构造及MOS管种类和结构
随着社会的进步和发展,MOS管在电子行业的应用越来越广泛,萨科微电子SLKOR作为能够研发生产碳化硅SiC产品的“碳化硅专家”,必须来科普一下这方面的知识。
MOS即MOSFET的简写,全称是金属氧化物场效应晶体管。
就是利用输入回路的电场效应来控制输出回路电流的一种半导体器件。
MOS管的构造、原理、特性、符号规则和封装种类等,大致如下。
1、MOS管的构造:
MOS管的构造是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型半导体表面复盖一层很薄的二氧化硅(Si02)绝缘层膜,在再这个绝缘层膜上装上一个铝电极,作为栅极G。
这就构成了一个N沟道(NPN 型)增强型MOS管。
它的栅极和其它电极间是绝缘的。
同样用上述相同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,及上述相同的栅极制作过程,就制成为一个P沟道(PNP 型)增强型MOS管。
图1-1所示(a )、(b)分别是P沟道MOS管道结构图和代表符号。
2、MOS 管的工作原理:
从图1-2-(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,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),所以这时漏极电流ID=0。
此时若在栅-源极间加上正向电压,图1-2-(b)所示,即VGS>0,则栅极和硅衬底之间的SiO2绝缘层中便产生一个栅极指向P型硅衬底的电场,由于氧化物层是绝缘的,栅极所加电压VGS无法形成电流,氧化物层的两边就形成了一个电容,VGS等效是对这个电容充电,并形成一个电场,随着。