很基础的MOS管知识

硬件笔记本

u2mxyc5ixgs6405960620.gif

点击上方名片关注了解更多
: c0 h9 `. c2 J* m
4 b& [( e/ x0 s
5 V- H  G# D+ x/ Q$ s半导体三极管中参与导电的有两种极性的载流子，所以也称为双极型三极管。本文将介绍另一种三极管，这种三极管只有一种载流子参与导电，所以也称为单极型三极管，因为这种管子是利用电场效应控制电流的，所以也叫场效应三极管（FET），简称场效应管。
场效应管可以分成两大类，一类是结型场效应管（JFET），另一类是绝缘栅场效应管（MOSFET）。
* H7 E3 F  ?9 f& ]$ v

anmr0kkejg06405960720.png

! S  A/ q. M$ \3 n1 z/ _在如果你在某宝里搜索“场效应管”你会发现，搜索出来的基本上是绝缘栅场效应管。
1 Y1 o: X  ^; d% f

dij3jzbidi16405960821.png

' p2 v- F* Z/ J9 d即使搜索“结型场效应管”，出来的也只有几种，你是不是怀疑结型场效应管已经被人类抛弃了的感觉，没错，JFET相对来说是比较少使用的，如果你问百度，百度貌似也无法回答你这个问题。

fxzgn1nntx56405960921.png

' Y& T" B6 o' v3 r0 T欢迎知道原因的朋友留言分享一下，为什么结型场效应管比较少使用？
下面我们就跳过JFET，来点实际的，还是直接分享绝缘栅场效应管的相关基础知识吧。
绝缘栅场效应管中文全称是金属-氧化物半导体场效应晶体管，由于这种场效应管的栅极被绝缘层隔离，所以又叫绝缘栅场效应管，英文简称是MOSFET，一般也简称为MOS管。
MOSFET的输入电阻很高，高达109Ω以上，从导电沟道来分，可以分为N沟道和P沟道两种，无论是N沟道还是P沟道，又可以分为增强型和耗尽型。
N沟道的MOS管通常也简称为NMOS，P沟道的MOS管简称为PMOS。

g2uvmolraao6405961021.png

7 q1 l; T9 I: @% F- ?; S▲ MOS管种类
MOS管共有3个脚，栅极G，漏极D，源极S，通常情况下，MOS管的衬底是跟S极在管子内部是连接在一起的，而且，MOS管的D极和S极之间一般会有一个寄生二极管，所以，你见到的MOS管的符号通常是画成下面这样的。

rqytnucy0fg6405961121.jpg

1 {4 {  ^0 c8 `4 U' |$ A; f0 D) i▲ MOS管符号通常是画成这样的
仔细观察的朋友可以发现，无论是N沟道还是P沟道，寄生二极管的方向总是跟箭头的方向是一致的。
5 |  l0 z0 r# _. @; O2 `其实在一般使用中，更多是使用N沟道增强型或者P沟道增强型MOS管，耗尽型的管子是比较少使用到的。
那么，如何使用MOS管做电子开关？比如用来驱动LED？
! n; c- Z' b! Y- I; a' U先来两个图。
# V8 a/ p! ?+ c8 |& o: l" \" Z3 v

2puxnxu2bnl6405961221.png

▲ MOS管做电子开关的简单应用
一般认为MOS管导通是不需要电流，只要UGS提供一定的电压就可以导通了。
对于N沟道增强型的MOS管，当UGS大于一定值时就会导通，这里所说的“一定值”是指开启电压UGS(th)，N沟道增强型UGS(th)一般是2~4V之间。

0q4d1yci44l6405961321.png

对于P沟道增强型的MOS管，当UGS小于一定值时就会导通，P沟道增强型UGS(th)一般是-2~-4V之间。

cqjvomuhqlr6405961422.png

如果UGS达不到相应的电压值，MOS就无法导通，所以说MOS管是电压控制型元件。
0 k; d( q* {# O4 m6 k可能会有朋友问，电路图中的电阻Rgs有什么作用？
* ]* s# R/ _+ P( Y; h

yszylzucdva6405961522.jpg

* j2 {& U# N& n( L* c- z" ~是这样的，在MOS管内部结构里，G极与D极、S极实际上是有一层绝缘层二氧化硅进行隔离的，这就相当于存在一个电容器。
6 `1 A" f: ]5 m6 z8 u( ?

axlj4zyhjdz6405961622.png

$ @; y  V8 d% @$ c这些寄生电容是无法避免的，电容的大小由MOS管的结构、材料、所加的电压决定。
9 |! h& Z+ H8 ]: Y如果上面的电路图没有电阻Rgs的，电路将会变成怎样呢，下面以图1为例，做个小实验。
) M& U3 h  [$ N) q' c

zeisr11zllg6405961722.png

没有电阻Rgs时，在G极接上5V控制信号，相当于给寄生电容Cgs进行充电，即使撤去G极上的控制电压，G极上也有电容的电压存在，所以MOS仍然是导通的。

cmfne3bdzqa6405961822.png

! Z, S+ s5 l$ `; A; a" V当有G、S两极有电阻Rgs时，当G极撤去5V信号，电阻Rgs可以把寄生电容Cgs上的电压进行释放，所以MOS就截止了。
所以，上面电路加入电阻Rgs，可以对电容的电压进行及时的释放，这样有利于提高电路的可靠性，可以避免G极没有控制信号时误动作。
( s8 D! i1 n; v# y" nMOS管具有输入阻抗高、开关速度快、热稳定性好、电压控制电流等特性，在电路中，可以用作放大器、电子开关等用途。MOS管相关的知识还有很多，以后再跟大家讨论。

ekxwvot2fti6405961922.jpg

9 Q8 {4 J. Q1 Z7 l8 _* J

tpahjd4eljh6405962022.jpg

4 `% P6 y. {" P' N5 h1 `声明：
1 I* M/ T" {% {+ G+ \声明：文章来源网络。本号对所有原创、转载文章的陈述与观点均保持中立，推送文章仅供读者学习和交流。文章、图片等版权归原作者享有，如有侵权，联系删除。投稿/招聘/推广/宣传 请加微信：woniu26a推荐阅读▼
电路设计-电路分析
/ ~9 g$ J/ D& x8 Z! k, u: Memc相关文章
  y- ~. x. I1 z5 m. ^% F- D( z" P电子元器件
% h) `0 }% T9 q( b# h: _! H! z! y) B后台回复“加群”，管理员拉你加入同行技术交流群。