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    【mos管是什么】mos管作用是什么

    信息來源:本站 日期:2017-07-13 

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    MOS場效應晶體管通常簡稱為場效應管,是一種應用場效應原理工作的半導體器件,外形如圖4-2,所示。和普通雙極型晶體管相比擬,場效應管具有輸入阻抗高、噪聲低、動態范圍大、功耗小、易于集成等特性,得到了越來越普遍的應用.

    場效應管
    場效應管的品種很多,主要分為結型場效應管和絕緣柵場效應管兩大類,又都有N溝道和P溝道之分。


    絕緣柵場效應管也叫做金屬氧化物半導體場效應管,簡稱為MOS場效應管,分為耗盡型MOS管和增強型MOS管。


    場效應管還有單柵極管和雙柵極管之分。雙柵場效應管具有兩個相互獨立的柵極G1和G2,從構造上看相當于由兩個單柵場效應管串聯而成,其輸出電流的變化遭到兩個柵極電壓的控制。雙柵場效應管的這種特性,在作為高頻放大器、增益控制放大器、混頻器和解調器運用時會帶來很大方便。



    1,MOS管種類和結構
    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。至于為什么不運用耗盡型的MOS管,不建議尋根究底。關于這兩種增強型MOS管,比較常用的是NMOS。緣由是導通電阻小,且容易制造。所以開關電源和馬達驅動的應用中,普通都用NMOS。下面的引見中,也多以NMOS為主。 MOS管的三個管腳之間有寄生電容存在,這不是我們需求的,而是由于制造工藝限制產生的。寄生電容的存在使得在設計或選擇驅動電路的時分要省事一些,但沒有辦法避免,后邊再細致引見。在MOS管原理圖上可以看到,漏極和源極之間有一個寄生二極管。這個叫體二極管,在驅動理性負載,這個二極管很重要。順便說一句,體二極管只在單個的MOS管中存在,在集成電路芯片內部通常是沒有的。


    2,MOS管導通特性

    導通的意義是作為開關,相當于開關閉合。NMOS的特性,Vgs大于一定的值就會導通,適宜用于源極接地時的情況(低端驅動),只需柵極電壓抵達4V或10V就可以了。PMOS的特性,Vgs小于一定的值就會導通,適宜用于源極接VCC時的情況(高端驅動)。但是,固然PMOS可以很便當地用作高端驅動,但由于導通電阻大,價錢貴,交流種類少等緣由,在高端驅動中,通常還是運用NMOS。


    3,MOS開關管
    損失不管是NMOS還是PMOS,導通后都有導通電阻存在,這樣電流就會在這個電阻上消耗能量,這部分消耗的能量叫做導通損耗。選擇導通電阻小的MOS管會減小導通損耗。往常的小功率MOS管導通電阻普通在幾十毫歐左右,幾毫歐的也有。MOS在導通和截止的時分,一定不是在瞬間完成的。MOS兩端的電壓有一個降落的過程,流過的電流有一個上升的過程,在這段時間內,MOS管的損失是電壓和電流的乘積,叫做開關損失。通常開關損失比導通損失大得多,而且開關頻率越快,損失也越大。導通瞬間電壓和電流的乘積很大,構成的損失也就很大??s短開關時間,可以減小每次導通時的損失;降低開關頻率,可以減小單位時間內的開關次數。這兩種辦法都可以減小開關損失。mos管


    4,MOS管驅動
    跟雙極性晶體管相比,普通以為使MOS管導通不需求電流,只需GS電壓高于一定的值,就可以了。這個很容易做到,但是,我們還需求速度。在MOS管的結構中可以看到,在GS,GD之間存在寄生電容,而MOS管的驅動,理論上就是對電容的充放電。對電容的充電需求一個電流,由于對電容充電瞬間可以把電容看成短路,所以瞬間電流會比較大。選擇/設計MOS管驅動時第一要留意的是可提供瞬間短路電流的大小。第二留意的是,普遍用于高端驅動的NMOS,導通時需求是柵極電壓大于源極電壓。而高端驅動的MOS管導通時源極電壓與漏極電壓(VCC)相同,所以這時柵極電壓要比VCC大4V或10V。假設在同一個系統里,要得到比VCC大的電壓,就要特地的升壓電路了。很多馬達驅動器都集成了電荷泵,要留意的是應該選擇適合的外接電容,以得到足夠的短路電流去驅動MOS管。上邊說的4V或10V是常用的MOS管的導通電壓,設計時當然需求有一定的余量。而且電壓越高,導通速度越快,導通電阻也越小。往常也有導通電壓更小的MOS管用在不同的范疇里,但在12V汽車電子系統里,普通4V導通就夠用了。



    MOS管主要參數如下:

    1. 柵源擊穿電壓BVGS-在增加柵源電壓過程中,使柵極電流IG由零開端劇增時的VGS,稱為柵源擊穿電壓BVGS。


    2.開啟電壓VT-開啟電壓(又稱閾值電壓):使得源極S和漏極D之間開端構成導電溝道所需的柵極電壓;-規范的N溝道MOS管,VT約為3~6V;-經過工藝上的改良,能夠使MOS管的VT值降到2~3V。

    3. 漏源擊穿電壓BVDS-在VGS=0(加強型)的條件下 ,在增加漏源電壓過程中使ID開端劇增時的VDS稱為漏源擊穿電壓BVDS-ID劇增的緣由有下列兩個方面:
    (1)漏極左近耗盡層的雪崩擊穿
    (2)漏源極間的穿通擊穿-有些MOS管中,其溝道長度較短,不時增加VDS會使漏區的耗盡層不時擴展到源區,使溝道長度為零,即產生漏源間的穿通,穿通后,源區中的多數載流子,將直承受耗盡層電場的吸收,抵達漏區,產生大的ID。


    4. 直流輸入電阻RGS-即在柵源極之間加的電壓與柵極電流之比-這一特性有時以流過柵極的柵流表示-MOS管的RGS能夠很容易地超越1010Ω。

    5. 低頻跨導gm-在VDS為某一固定數值的條件下 ,漏極電流的微變量和惹起這個變化的柵源電壓微變量之比稱為跨導-gm反映了柵源電壓對漏極電流的控制才干-是表征MOS管放大才干的一個重要參數-普通在非常之幾至幾mA/V的范圍內。


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