MOS管學(xué)名是場(chǎng)效應管，是金屬-氧化物-半導體型場(chǎng)效應管，英文：MOSFET（MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor），屬于絕緣柵型。本文就結構構造、特點(diǎn)、實(shí)用電路等幾個(gè)方面用工程師的話(huà)簡(jiǎn)單描述。

解釋1：n型

表示的是p型mos管，讀者可以依據此圖理解n型的，都是反過(guò)來(lái)即可。因此，不難理解，n型的如圖在柵極加正壓會(huì )導致導通，而p型的相反。

解釋2：左右對稱(chēng)

但在實(shí)際應用中，廠(chǎng)家一般在源極和漏極之間連接一個(gè)二極管，起保護作用，恰是這個(gè)二極管決定了源極和漏極，這樣，封裝也就固定了，便于實(shí)用。我的年青時(shí)用過(guò)不帶二極管的mos管驅動(dòng)。圖示左右是對稱(chēng)的，難免會(huì )有人問(wèn)怎么區分源極和漏極呢？實(shí)在原理上，源極和漏極確實(shí)是對稱(chēng)的，是不區分的。非常輕易被靜電擊穿，平時(shí)要放在鐵質(zhì)罐子里，它的源極和漏極就是隨便接。

解釋3：溝道

下面圖中，下邊的p型中間一個(gè)窄長(cháng)條就是溝道，使得左右兩塊P型極連在一起，因此mos管導通后是電阻特性，因此它的一個(gè)重要參數就是導通電阻，選用mos管必需清晰這個(gè)參數是否符合需求。

相對于耗盡型，增強型是通過(guò)“加厚”導電溝道的厚度來(lái)導通，如圖。因為電場(chǎng)的強度與間隔平方成正比，因此，電場(chǎng)強到一定程度之后，電壓下降引起的溝道加厚就不顯著(zhù)了，也是由于n型負離子的“退讓”是越來(lái)越難的。

解釋4：如何工作在放大區

這個(gè)高阻抗特點(diǎn)被廣泛用于運放，運放分析的虛連、虛斷兩個(gè)重要原則就是基于這個(gè)特點(diǎn)。

mos管也能工作在放大區，而且很常見(jiàn)。

做鏡像電流源、運放、反饋控制等，都是利用mos管工作在放大區，因為mos管的特性，當溝道處于似通非通時(shí)，柵極電壓直接影響溝道的導電能力，呈現一定的線(xiàn)性關(guān)系。因為柵極與源漏隔離，因此其輸入阻抗可視為無(wú)限大，當然，隨頻率增加阻抗就越來(lái)越小，一定頻率時(shí)，就變得不可忽視。這是三極管不可相比的。

解釋5：發(fā)燒原因

主要考慮的發(fā)燒，溫度下降就恢復。要留意這種保護狀態(tài)的后果。第三個(gè)原因是導通后，溝道有電阻，過(guò)主電流，形成發(fā)燒。

很多mos管具有結溫過(guò)高保護，所謂結溫就是金屬氧化膜下面的溝道區域溫度，一般是150攝氏度。超過(guò)此溫度，mos管不可能導通。另一個(gè)原因是當柵極電壓爬升緩慢時(shí)，導通狀態(tài)要“途經(jīng)”一個(gè)由封閉到導通的臨界點(diǎn)，這時(shí)，導通電阻很大，發(fā)燒比較厲害。有電流就有發(fā)燒，并非電場(chǎng)型的就沒(méi)有電流。

mos管發(fā)燒，主要原因之一是寄生電容在頻繁開(kāi)啟封閉時(shí)，顯現交流特性而具有阻抗，形成電流。

解釋6：區別

相稱(chēng)于預先形成了不能導通的溝道，嚴格講應該是耗盡型了。下圖僅僅是原理性的，實(shí)際的元件增加了源-漏之間跨接的保護二極管，從而區分了源極和漏極。實(shí)際的元件，p型的，襯底是接正電源的，使得柵極預先成為相對負電壓，因此p型的管子，柵極不用加負電壓了，接地就能保證導通。好處是顯著(zhù)的，應用時(shí)拋開(kāi)了負電壓。

解釋7：金屬氧化物膜

在直流電氣上，柵極和源漏極是斷路。不難理解，這個(gè)膜越?。弘妶?chǎng)作用越好、坎壓越小、相同柵極電壓時(shí)導通能力越強。 壞處是：越輕易擊穿、工藝制作難度越大而價(jià)格越貴。例如導通電阻在歐姆級的，而2402等在十毫歐級的，圖中有指示，這個(gè)膜是絕緣的，用來(lái)電氣隔離，使得柵極只能形成電場(chǎng)，不能通過(guò)直流電，因此是用電壓控制的。

解釋8：寄生電容

下圖的柵極通過(guò)金屬氧化物與襯底形成一個(gè)電容，越是高品質(zhì)的mos，膜越薄，寄生電容越大，經(jīng)常mos管的寄生電容達到nF級。這個(gè)參數是mos管選擇時(shí)至關(guān)重要的參數之一，必須考慮清楚。Mos管用于控制大電流通斷，經(jīng)常被要求數十K乃至數M的開(kāi)關(guān)頻率，在這種用途中，柵極信號具有交流特征，頻率越高，交流成分越大，寄生電容就能通過(guò)交流電流的形式通過(guò)電流，形成柵極電流。消耗的電能、產(chǎn)生的熱量不可忽視，甚至成為主要問(wèn)題。為了追求高速，需要強大的柵極驅動(dòng)，也是這個(gè)道理。試想，弱驅動(dòng)信號瞬間變?yōu)楦唠娖?，但是為了“灌滿(mǎn)”寄生電容需要時(shí)間，就會(huì )產(chǎn)生上升沿變緩，對開(kāi)關(guān)頻率形成重大威脅直至不能工作。

解釋9：增強型

耗盡型的是事先做出一個(gè)導通層，用柵極來(lái)加厚或者減薄來(lái)控制源漏的導通。但這種管子一般不出產(chǎn)，在市道市情基本見(jiàn)不到。柵極電壓越低，則p型源、漏極的正離子就越靠近中間，n襯底的負離子就越闊別柵極，柵極電壓達到一個(gè)值，叫閥值或坎壓時(shí)，由p型游離出來(lái)的正離子連在一起，形成通道，就是圖示效果。因此，輕易理解，柵極電壓必需低到一定程度才能導通，電壓越低，通道越厚，導通電阻越小。所以，大家平時(shí)說(shuō)mos管，就默認是增強型的。

相對于耗盡型，增強型是通過(guò)“加厚”導電溝道的厚度來(lái)導通，如圖。因為電場(chǎng)的強度與間隔平方成正比，因此，電場(chǎng)強到一定程度之后，電壓下降引起的溝道加厚就不顯著(zhù)了，也是由于n型負離子的“退讓”是越來(lái)越難的。

聯(lián)系方式：鄒先生

手機：18123972950

QQ：2880195519

聯(lián)系地址：深圳市福田區車(chē)公廟天安數碼城天吉大廈CD座5C1

關(guān)注KIA半導體工程專(zhuān)輯請搜微信號:“KIA半導體”或點(diǎn)擊本文下方圖片掃一掃進(jìn)入官方微信“關(guān)注”

長(cháng)按二維碼識別關(guān)注