MOS管的工作原理及常见的封装( 二 )


对于P型MOS管(图右)原理相反,当Vgs
总结一下:
N型MOS管,Vgs>2V就开始导通,最大电压(一般技术文档会给出值)>Vgs>9V 就完全导通了)
P型MOS管,Vgs 注:里面的Vgs小于负值,说白了就是Vsg大于正值,由于便于统一,就规定栅源电压Vgs了 。
摘自:百度图片(MOS管结构图解)
摘自:百度图片(MOS管导通图解)
加强理解MOS管
更深一步理理解MOS管,整理了一下别人写的文章,感觉写的不错,拿来分享一下!
首先看一下MOS管的内部构造图及导通下的内部结构的状态(下图很形象P型,N型上图有写,PS:下图只有一个,我也不会画,将就一点吧!哈哈哈)
和上图(MOS管导通图解一样)
上文有写,当MOS导通时,栅极氧化物两边会形成电容,氧化物应该像一个极板 。这在高频下会阻碍MO管的导通响应时间,因为MOS管时电压导通源漏极,而电容是容性原件,会减缓电压的突变,当频率很高时,MOS管就会出现异常,不过我是遇不到,哈哈!

如何区分MOS管的源极和漏极?
MOS管结构示意图中,我们可以看出左右是对称的,难免会有人问怎么区分源极和漏极呢?其实原理上,源极和漏极确实是对称的,是不区分的 。但在实际应用中,厂家一般在源极和漏极之间连接一个二极管,起保护作用,正是这个二极管决定了源极和漏极,这样,封装也就固定了,便于实用 。
什么是增强型MOS管?
增强型是通过“加厚”导电沟道的厚度来导通,由上图可以看出,栅极电压越低,则p型源、漏极的正离子就越靠近中间,n衬底的负离子就越远离栅极,栅极电压达到一个值,叫阀值或坎压时,由p型游离出来的正离子连在一起,形成通道,就是图示效果 。因此,容易理解,栅极电压必须低到一定程度才能导通,电压越低,通道越厚,导通电阻越小 。由于电场的强度与距离平方成正比,因此,电场强到一定程度之后,电压下降引起的沟道加厚就不明显了,也是因为n型负离子的“退让”是越来越难的 。耗尽型的是事先做出一个导通层,用栅极来加厚或者减薄来控制源漏的导通 。但这种管子一般不生产,在市面基本见不到 。所以,大家平时说mos管,就默认是增强型的 。
MOS管的金属氧化物是什么?
MOS管结构示意图中标出的金属氧化物膜位于上边部位,这个膜是绝缘的,用来电气隔离,使得栅极只能形成电场,不能通过直流电,因此是用电压控制的 。在直流电气上,栅极和源漏极是断路 。不难理解,这个膜越薄:电场作用越好、坎压越小、相同栅极电压时导通能力越强 。坏处是:越容易击穿、工艺制作难度越大而价格越贵 。
MOS管的寄生电容是什么?
MOS管结构示意图中的栅极通过金属氧化物与衬底形成一个电容,越是高品质的mos,膜越薄,寄生电容越大,经常mos管的寄生电容达到nF级 。这个参数是mos管选择时至关重要的参数之一,必须考虑清楚 。MOS管用于控制大电流通断,经常被要求数十K乃至数M的开关频率,在这种用途中,栅极信号具有交流特征,频率越高,交流成分越大,寄生电容就能通过交流电流的形式通过电流,形成栅极电流 。消耗的电能、产生的热量不可忽视,甚至成为主要问题 。为了追求高速,需要强大的栅极驱动,也是这个道理 。试想,弱驱动信号瞬间变为高电平,但是为了“灌满”寄生电容需要时间,就会产生上升沿变缓,对开关频率形成重大威胁直至不能工作 。
MOS管如何工作在放大区?
MOS管也能工作在放大区,而且很常见 。做镜像电流源、运放、反馈控制等,都是利用MOS管工作在放大区,由于mos管的特性,当沟道处于似通非通时,栅极电压直接影响沟道的导电能力,呈现一定的线性关系 。由于栅极与源漏隔离,因此其输入阻抗可视为无穷大,当然,随频率增加阻抗就越来越小,一定频率时,就变得不可忽视 。这个高阻抗特点被广泛用于运放,运放分析的虚连、虚断两个重要原则就是基于这个特点 。这是三极管不可比拟的