【導(dǎo)讀】MOS管屬于場效應(yīng)管中的絕緣柵型。因此,MOS管有時(shí)被稱為絕緣柵場效應(yīng)管。在一般電子電路中,MOS管通常被用于放大電路或開關(guān)電路。
增強(qiáng)型:VGS=0時(shí),漏源之間沒有導(dǎo)電溝道,在VDS作用下無iD;耗盡型:VGS=0時(shí),漏源之間有導(dǎo)電溝道,在VDS作用下iD。
1、結(jié)構(gòu)和符號(hào)(以N溝道增強(qiáng)型為例)
在一塊濃度較低的P型硅上擴(kuò)散兩個(gè)濃度較高的N型區(qū)作為漏極和源極,半導(dǎo)體表面覆蓋二氧化硅絕緣層并引出一個(gè)電極作為柵極。
其他MOS管符號(hào)
2、工作原理(以N溝道增強(qiáng)型為例)
(1) VGS=0時(shí),不管VDS極性如何,其中總有一個(gè)PN結(jié)反偏,所以不存在導(dǎo)電溝道。
VGS =0, ID =0
VGS必須大于0
管子才能工作。
(2) VGS>0時(shí),在Sio2介質(zhì)中產(chǎn)生一個(gè)垂直于半導(dǎo)體表面的電場,排斥P區(qū)多子空穴而吸引少子電子。當(dāng)VGS達(dá)到一定值時(shí)P區(qū)表面將形成反型層把兩側(cè)的N區(qū)溝通,形成導(dǎo)電溝道。
VGS >0→g吸引電子→反型層→導(dǎo)電溝道
VGS↑→反型層變厚→ VDS ↑→ID↑
(3) VGS≥VT時(shí)而VDS較小時(shí):
VDS↑→ID ↑
VT:開啟電壓,在VDS作
用下開始導(dǎo)電時(shí)的VGS°
VT = VGS —VDS
(4) VGS>0且VDS增大到一定值后,靠近漏極的溝道被夾斷,形成夾斷區(qū)。
VDS↑→ID 不變
3、特性曲線(以N溝道增強(qiáng)型為例)
場效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性曲線動(dòng)畫
4、其它類型MOS管
(1)N溝道耗盡型:制造時(shí)在柵極絕緣層中摻有大量的正離子,所以即使在VGS=0時(shí),由于正離子的作用,兩個(gè)N區(qū)之間存在導(dǎo)電溝道(類似結(jié)型場效應(yīng)管)。
(2)P溝道增強(qiáng)型:VGS = 0時(shí),ID = 0開啟電壓小于零,所以只有當(dāng)VGS < 0時(shí)管子才能工作。
(3)P溝道耗盡型:制造時(shí)在柵極絕緣層中摻有大量的負(fù)離子,所以即使在VGS=0 時(shí),由于負(fù)離子的作用,兩個(gè)P區(qū)之間存在導(dǎo)電溝道(類似結(jié)型場效應(yīng)管)。
5、場效應(yīng)管的主要參數(shù)
(1) 開啟電壓VT :在VDS為一固定數(shù)值時(shí),能產(chǎn)生ID所需要的最小 |VGS | 值。(增強(qiáng))
(2) 夾斷電壓VP :在VDS為一固定數(shù)值時(shí),使 ID對應(yīng)一微小電流時(shí)的 |VGS | 值。(耗盡)
(3) 飽和漏極電流IDSS :在VGS = 0時(shí),管子發(fā)生預(yù)夾斷時(shí)的漏極電流。(耗盡)
(4) 極間電容 :漏源電容CDS約為 0.1~1pF,柵源電容CGS和柵漏極電容CGD約為1~3pF?! ?/div>
(5) 低頻跨導(dǎo) gm :表示VGS對iD的控制作用。
在轉(zhuǎn)移特性曲線上,gm 是曲線在某點(diǎn)上的斜率,也可由iD的表達(dá)式求導(dǎo)得出,單位為 S 或 mS。
(6) 最大漏極電流 IDM
(7) 最大漏極耗散功率 PDM
(8) 漏源擊穿電壓 V(BR)DS 柵源擊穿電壓 V(BR)GS