MOS管有哪些分類(lèi)-MOS管的分類(lèi)有什么具體區別-KIA MOS管
信息來(lái)源：本站 日期：2018-08-23
MOSFET管是FET的一種（另一種是JFET），可以被制構成增強型或耗盡型，P溝道或N溝道共4種類(lèi)型，但理論應用的只需增強型的N溝道MOS管和增強型的P溝道MOS管，所以通常提到NMOS，或者PMOS指的就是這兩種。場(chǎng)效應管分為結型場(chǎng)效應管（JFET）和絕緣柵場(chǎng)效應管（MOS管）兩大類(lèi)。
結型場(chǎng)效應管的分類(lèi)：結型場(chǎng)效應管有兩種結構形式，它們是N溝道結型場(chǎng)效應管和P溝道結型場(chǎng)效應管。
結型場(chǎng)效應管也具有三個(gè)電極，它們是：柵極；漏極；源極。電路符號中柵極的箭頭方向可理解為兩個(gè)PN結的正向導電方向。2、結型場(chǎng)效應管的工作原理(以N溝道結型場(chǎng)效應管為例)，N溝道結構型場(chǎng)效應管的結構及符號，由于PN結中的載流子已經(jīng)耗盡，故PN基本上是不導電的，形成了所謂耗盡區，當漏極電源電壓ED一定時(shí)，如果柵極電壓越負，PN結交界面所形成的耗盡區就越厚，則漏、源極之間導電的溝道越窄，漏極電流ID就愈??；反之，如果柵極電壓沒(méi)有那么負，則溝道變寬，ID變大，所以用柵極電壓EG可以控制漏極電流ID的變化，就是說(shuō)，場(chǎng)效應管是電壓控制元件。
1、絕緣柵場(chǎng)效應管（MOS管）的分類(lèi)：絕緣柵場(chǎng)效應管也有兩種結構形式，它們是N溝道型和P溝道型。無(wú)論是什么溝道，它們又分為增強型和耗盡型兩種。
2、它是由金屬、氧化物和半導體所組成，所以又稱(chēng)為金屬—氧化物—半導體場(chǎng)效應管，簡(jiǎn)稱(chēng)MOS場(chǎng)效應管。
3、絕緣柵型場(chǎng)效應管的工作原理(以N溝道增強型MOS場(chǎng)效應管)它是利用UGS來(lái)控制“感應電荷”的多少，以改變由這些“感應電荷”形成的導電溝道的狀況，然后達到控制漏極電流的目的。在制造管子時(shí)，通過(guò)工藝使絕緣層中出現大量正離子，故在交界面的另一側能感應出較多的負電荷，這些負電荷把高滲雜質(zhì)的N區接通，形成了導電溝道，即使在VGS=0時(shí)也有較大的漏極電流ID。當柵極電壓改變時(shí)，溝道內被感應的電荷量也改變，導電溝道的寬窄也隨之而變，因而漏極電流ID隨著(zhù)柵極電壓的變化而變化。場(chǎng)效應管的工作方式有兩種：當柵壓為零時(shí)有較大漏極電流的稱(chēng)為耗散型；當柵壓為零，漏極電流也為零，必須再加一定的柵壓之后才有漏極電流的稱(chēng)為增強型。
對于耗盡型的JFET，在平衡時(shí)(不加電壓)時(shí)，溝道電阻最??；電壓Vds和Vgs都可改變柵p-n結勢壘的寬度，并因此改變溝道的長(cháng)度和厚度（柵極電壓使溝道厚度均勻變化，源漏電壓使溝道厚度不均勻變化），使溝道電阻變化，從而導致Ids變化，以實(shí)現對輸入信號的放大。
當Vds較低時(shí)，JFET的溝道呈現為電阻特性，是所謂電阻工作區，這時(shí)漏極電流基本上隨著(zhù)電壓Vds的增大而線(xiàn)性上升，但漏極電流隨著(zhù)柵極電壓Vgs的增大而平方式增大；進(jìn)一步增大Vds時(shí)，溝道即首先在漏極一端被夾斷，則漏極電流達到最大而飽和（飽和電流搜大小決定于沒(méi)有被夾斷的溝道的電阻），這就是JFET的飽和放大區，這時(shí)JFET呈現為一個(gè)恒流源。JFET的放大作用可用所謂跨導gm = δIds / δVgsS ](Vds =常數) 來(lái)表示，要求跨導越大越好。
JFET的特點(diǎn)是：①是電壓控制器件，則不需要大的信號功率。②是多數載流子導電的器件，是所謂單極晶體管，則無(wú)少子存儲與擴散問(wèn)題，速度高，噪音系數低；而且漏極電流Ids的溫度關(guān)系決定于載流子遷移率的溫度關(guān)系，則電流具有負的溫度系數，器件具有自我保護的功能。③輸入端是反偏的p-n結, 則輸入阻抗大, 便于匹配。④輸出阻抗也很大, 呈現為恒流源，這與BJT大致相同。⑤JFET一般是耗盡型的，但若采用高阻襯底, 也可得到增強型JFET(增強型JFET在高速、低功耗電路中很有應用價(jià)值)；但是一般只有短溝道的JFET才是能很好工作的增強型器件。實(shí)際上，靜電感應晶體管也就是一種短溝道的JFET。⑥溝道是處在半導體內部，則溝道中的載流子不受半導體表面的影響，因此遷移率較高、噪聲較低。
圖1是N溝道增強型MOS管的結構示意圖和符號。它是在一塊P型硅襯底上，擴散兩個(gè)高濃度摻雜的N+區，在兩個(gè)N+區之間的硅表面上制作一層很薄的二氧化硅（SiO2）絕緣層，然后在SiO2和兩個(gè)N型區表面上分別引出三個(gè)電極，稱(chēng)為源極s、柵極g和漏極d。在其圖形符號中，箭頭表示漏極電流的實(shí)際方向。
絕緣柵場(chǎng)效應管的導電機理是，利用UGS 控制"感應電荷"的多少來(lái)改變導電溝道的寬窄，從而控制漏極電流ID。若UGS=0時(shí)，源、漏之間不存在導電溝道的為增強型MOS管，UGS=0 時(shí)，漏、源之間存在導電溝道的為耗盡型MOS管。
圖2中襯底為P型半導體，在它的上面是一層SiO2薄膜、在SiO2薄膜上蓋一層金屬鋁，如果在金屬鋁層和半導體之間加電壓UGS，則金屬鋁與半導體之間產(chǎn)生一個(gè)垂直于半導體表面的電場(chǎng)，在這一電場(chǎng)作用下，P型硅表面的多數載流子-空穴受到排斥，使硅片表面產(chǎn)生一層缺乏載流子的薄層。同時(shí)在電場(chǎng)作用下，P型半導體中的少數載流子-電子被吸引到半導體的表面，并被空穴所俘獲而形成負離子，組成不可移動(dòng)的空間電荷層（稱(chēng)耗盡層又叫受主離子層）。UGS愈大，電場(chǎng)排斥硅表面層中的空穴愈多，則耗盡層愈寬，且UGS愈大，電場(chǎng)愈強；當UGS 增大到某一柵源電壓值VT（叫臨界電壓或開(kāi)啟電壓）時(shí)，則電場(chǎng)在排斥半導體表面層的多數載流子-空穴形成耗盡層之后，就會(huì )吸引少數載流子-電子，繼而在表面層內形成電子的積累，從而使原來(lái)為空穴占多數的P型半導體表面形成了N型薄層。由于與P型襯底的導電類(lèi)型相反，故稱(chēng)為反型層。在反型層下才是負離子組成的耗盡層。這一N型電子層，把原來(lái)被PN結高阻層隔開(kāi)的源區和漏區連接起來(lái)，形成導電溝道。
用圖2所示電路來(lái)分析柵源電壓UGS控制導電溝道寬窄，改變漏極電流ID 的關(guān)系：當UGS=0時(shí)，因沒(méi)有電場(chǎng)作用，不能形成導電溝道，這時(shí)雖然漏源間外接有ED電源，但由于漏源間被P型襯底所隔開(kāi)，漏源之間存在兩個(gè)PN結，因此只能流過(guò)很小的反向電流，ID ≈0；當UGS>0并逐漸增加到VT 時(shí)，反型層開(kāi)始形成，漏源之間被N溝道連成一體。這時(shí)在正的漏源電壓UDS作用下；N溝道內的多子（電子）產(chǎn)生漂移運動(dòng)，從源極流向漏極，形成漏極電流ID。顯然，UGS愈高，電場(chǎng)愈強，表面感應出的電子愈多，N型溝道愈寬溝道電阻愈小，ID愈大。
Idss—飽和漏源電流。是指結型或耗盡型絕緣柵場(chǎng)效應管中，柵極電壓UGS=0時(shí)的漏源電流。
Up—夾斷電壓。是指結型或耗盡型絕緣柵場(chǎng)效應管中，使漏源間剛截止時(shí)的柵極電壓。
Ut—開(kāi)啟電壓。是指增強型絕緣柵場(chǎng)效管中，使漏源間剛導通時(shí)的柵極電壓。
gM—跨導。是表示柵源電壓UGS—對漏極電流ID的控制能力，即漏極電流ID變化量與柵源電壓UGS變化量的比值。gM是衡量場(chǎng)效應管放大能力的重要參數。
BVDS—漏源擊穿電壓。是指柵源電壓UGS一定時(shí)，場(chǎng)效應管正常工作所能承受的最大漏源電壓。這是一項極限參數，加在場(chǎng)效應管上的工作電壓必須小于BVDS.
PDSM—最大耗散功率。是一項極限參數，是指場(chǎng)效應管性能不變壞時(shí)所允許的最大漏源耗散功率。使用時(shí)，場(chǎng)效應管實(shí)際功耗應小于PDSM并留有一定余量。
IDSM—最大漏源電流。是一項極限參數，是指場(chǎng)效應管正常工作時(shí)，漏源間所允許通過(guò)的最大電流。場(chǎng)效應管的工作電流不應超過(guò)IDSM。
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