mos管n溝道和p溝道的區(qū)別,一文就懂!-KIA MOS管

MOS管由源極、漏極和柵極三個(gè)電極組成。根據(jù)柵極和溝道之間的型別不同，MOS管可分為P型MOS管和N型MOS管，PMOS管中的溝道為P型溝道，而NMOS管中的溝道為N型溝道。

工作原理

N溝道MOS管是以N型溝道為主導(dǎo)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。當(dāng)電壓施加到門極時(shí)，形成的電場(chǎng)使得N型溝道區(qū)域?qū)щ姟ｋ娮釉贜溝道中的流動(dòng)形成電流，從而控制器件的導(dǎo)電能力。

P溝道MOS管則是以P型溝道為主導(dǎo)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。當(dāng)電壓施加到門極時(shí)，形成的電場(chǎng)使得P型溝道區(qū)域?qū)щ姟］d流子的流動(dòng)決定了P溝道MOS管的導(dǎo)電能力。

結(jié)構(gòu)差異

N溝道MOS管的結(jié)構(gòu)中，晶體管的基底為P型硅，而門電極是通過(guò)氧化層與基底電隔離的。N型溝道位于P型基底上方，形成N溝道-P型基底的結(jié)構(gòu)。

P溝道MOS管的結(jié)構(gòu)中，晶體管的基底為N型硅，門電極同樣通過(guò)氧化層與基底電隔離。P型溝道位于N型基底上方，形成P溝道-N型基底的結(jié)構(gòu)。

mos管n溝道和p溝道工作原理圖

P溝道的源極S接輸入，漏極D導(dǎo)通輸出，N溝道相反；簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)給箭頭方向相反的電流就是導(dǎo)通，方向相同就是截止。

僅含有一個(gè)P--N結(jié)的二極管工作過(guò)程，如下圖所示，我們知道在二極管加上正向電壓時(shí)（P端接正極，N端接負(fù)極），二極管導(dǎo)通，其PN結(jié)有電流通過(guò)，這是因?yàn)樵赑型半導(dǎo)體端為正電壓時(shí)，N型半導(dǎo)體內(nèi)的負(fù)電子被吸引而涌向加有正電壓的P型半導(dǎo)體端，而P型半導(dǎo)體端內(nèi)的正電子則朝N型半導(dǎo)體端運(yùn)動(dòng)，從而形成導(dǎo)通電流。

同理，當(dāng)二極管加上反向電壓（P端接負(fù)極，N端接正極）時(shí)，這時(shí)在P型半導(dǎo)體端為負(fù)電壓，正電子被聚集在P型半導(dǎo)體端，負(fù)電子則聚集在N型半導(dǎo)體端，電子不移動(dòng)，其PN結(jié)沒(méi)有電流通過(guò)，二極管截止。

對(duì)于N溝道場(chǎng)效應(yīng)管（見(jiàn)圖1），在柵極沒(méi)有電壓時(shí)，由前面分析可知，在源極與漏極之間不會(huì)有電流流過(guò)，此時(shí)場(chǎng)效應(yīng)管處于截止?fàn)顟B(tài)（圖1a），當(dāng)有一個(gè)正電壓加在N溝道的MOS場(chǎng)效應(yīng)管柵極時(shí)（見(jiàn)圖1b），由于電場(chǎng)的作用，此時(shí)N型半導(dǎo)體的源極和漏極的負(fù)電子被吸引出來(lái)涌向柵極；

但由于氧化膜的阻擋，是的電子聚集在兩個(gè)N溝道之間的P型半導(dǎo)體中（見(jiàn)圖1b），從而形成電流，使源極和漏極導(dǎo)通，我們也可以想象為兩個(gè)N型半導(dǎo)體之間為一條溝，柵極電壓的建立相當(dāng)于為它們之間搭建了一座橋梁，該橋的大小由柵壓的大小決定。

圖2給出了P溝道的MOS場(chǎng)效應(yīng)管的工作過(guò)程，其工作原理類似。

1、從外形上看：

p溝道的mos管比同規(guī)格的n溝道的要粗一些；

2、從導(dǎo)電性能看：

p溝道和n溝道相比，前者要比后者的電阻低一些（當(dāng)然這只是一個(gè)方面）。

3、從耐溫性看：

一般來(lái)說(shuō)，相同規(guī)格下同等材質(zhì)的情況下（如都是硅片），p溝道的耐高溫能力要強(qiáng)于n型。

4、從穩(wěn)定性上比較：

由于工藝的不同導(dǎo)致兩者之間的差異較大；

5、從價(jià)格上分析：

由于制作工藝不同、原材料的不同以及成本等因素的影響使得兩者的價(jià)格相差很大。

特性區(qū)別：

1、開(kāi)關(guān)特性

N溝道MOS管在開(kāi)關(guān)特性上表現(xiàn)得更好。它們的開(kāi)啟和關(guān)閉速度快，具有較低的導(dǎo)通電阻和較高的導(dǎo)通電流。這使得N溝道MOS管廣泛應(yīng)用于高頻率和大功率電路等領(lǐng)域。

P溝道MOS管在開(kāi)關(guān)特性上相對(duì)較差。它們的開(kāi)啟和關(guān)閉速度較慢，導(dǎo)通電阻較大，并且導(dǎo)通電流相對(duì)較小。因此，P溝道MOS管常用于低功率應(yīng)用，如電源管理和集成電路等。

2、控制電壓

N溝道MOS管的控制電壓為正電壓。當(dāng)門-源電壓高于某一閾值電壓時(shí)，N溝道MOS管開(kāi)始導(dǎo)通。相對(duì)地，當(dāng)門-源電壓低于閾值電壓時(shí)，N溝道MOS管處于截止?fàn)顟B(tài)。

P溝道MOS管的控制電壓為負(fù)電壓。當(dāng)門-源電壓低于某一閾值電壓時(shí)，P溝道MOS管開(kāi)始導(dǎo)通。反之，當(dāng)門-源電壓高于閾值電壓時(shí)，P溝道MOS管處于截止?fàn)顟B(tài)。

3、噪聲特性

N溝道MOS管相對(duì)于P溝道MOS管具有較好的噪聲特性。其噪聲指標(biāo)通常較低，這使得N溝道MOS管在靈敏電路和低噪聲放大器等應(yīng)用中表現(xiàn)出色。

P溝道MOS管的噪聲特性相對(duì)較差，因此在噪聲要求較高的電路中不常使用。

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