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什么是MOS管?MOS管结构原理图解

2017-4-16 13:38| 编辑:电工学习网| 查看: 60876| 评论: 0

  增强型:VGS=0时,漏源之间没有导电沟道,在VDS作用下无iD;耗尽型:VGS=0时,漏源之间有导电沟道,在VDS作用下iD。
  1、结构和符号(以N沟道增强型为例)
  在一块浓度较低的P型硅上扩散两个浓度较高的N型区作为漏极和源极,半导体表面覆盖二氧化硅绝缘层并引出一个电极作为栅极。

  其他MOS管符号

  2、工作原理(以N沟道增强型为例)

  (1) VGS=0时,不管VDS极性如何,其中总有一个PN结反偏,所以不存在导电沟道。
  VGS =0, ID =0
  VGS必须大于0
  管子才能工作。

  (2) VGS>0时,在Sio2介质中产生一个垂直于半导体表面的电场,排斥P区多子空穴而吸引少子电子。当VGS达到一定值时P区表面将形成反型层把两侧的N区沟通,形成导电沟道。
  VGS >0→g吸引电子→反型层→导电沟道
  VGS↑→反型层变厚→ VDS ↑→ID↑
  (3) VGS≥VT时而VDS较小时:
  VDS↑→ID ↑

  VT:开启电压,在VDS作
  用下开始导电时的VGS°
  VT = VGS —VDS

  (4) VGS>0且VDS增大到一定值后,靠近漏极的沟道被夹断,形成夹断区。
  VDS↑→ID 不变
  3、特性曲线(以N沟道增强型为例)
  

       场效应管的转移特性曲线动画

  4、其它类型MOS管
  (1)N沟道耗尽型:制造时在栅极绝缘层中掺有大量的正离子,所以即使在VGS=0时,由于正离子的作用,两个N区之间存在导电沟道(类似结型场效应管)。

  (2)P沟道增强型:VGS = 0时,ID = 0开启电压小于零,所以只有当VGS < 0时管子才能工作。

  (3)P沟道耗尽型:制造时在栅极绝缘层中掺有大量的负离子,所以即使在VGS=0 时,由于负离子的作用,两个P区之间存在导电沟道(类似结型场效应管)。

  5、场效应管的主要参数
  (1) 开启电压VT :在VDS为一固定数值时,能产生ID所需要的最小 |VGS | 值。(增强)
  (2) 夹断电压VP :在VDS为一固定数值时,使 ID对应一微小电流时的 |VGS | 值。(耗尽)
  (3) 饱和漏极电流IDSS :在VGS = 0时,管子发生预夹断时的漏极电流。(耗尽)
  (4) 极间电容 :漏源电容CDS约为 0.1~1pF,栅源电容CGS和栅漏极电容CGD约为1~3pF。
  (5) 低频跨导 gm :表示VGS对iD的控制作用。

  在转移特性曲线上,gm 是曲线在某点上的斜率,也可由iD的表达式求导得出,单位为 S 或 mS。
  (6) 最大漏极电流 IDM
  (7) 最大漏极耗散功率 PDM
  (8) 漏源击穿电压 V(BR)DS 栅源击穿电压 V(BR)GS。

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