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mos管的结构和工作原理,MOS管的概念、结构及原理

发布时间:2023-07-25 11:20:20编辑:温柔的背包来源:

很多朋友对mos管的结构和工作原理,MOS管的概念、结构及原理不是很了解,每日小编刚好整理了这方面的知识,今天就来带大家一探究竟。

mos管的结构和工作原理,MOS管的概念、结构及原理

1、什么是MOS管?MOS管通常也称为MOSFET。MOSFET的全称是金属氧化物半导体场效应晶体管,即金属氧化物半导体场效应晶体管。MOS可分为两种类型:耗尽型和增强型。1)耗尽型:当Vgs的电压为0时,导电沟道已经存在,当漏源之间有电压时,就会有电流流过。当Vgs增大时,导通能力会增强,当Vgs小于0时,导通能力减弱,继续降低,逐渐关断。目前这种MOS晶体管还没有广泛使用。

2)增强模式:当Vgs=0时,MOS管关断,Vgs逐渐增大。当达到一定值时,MOS晶体管开始导通,通过继续增大来增强导通能力。目前市面上基本都是这种增强型MOS晶体管。以增强型N沟道FET为例介绍FET的原理。2、MOS晶体管结构

如下所示,两个N型半导体嵌入在P型半导体中。N型半导体由引线引出,引线是源极和漏极。源极和漏极连接到衬底。然后再覆盖一层二氧化硅绝缘层,绝缘层上再覆盖一层金属板,金属板用引线引出,就是栅极。栅极被绝缘层隔离,所以MOS管的栅极电流很小,输入阻抗很大。

p型半导体富含空穴,N型半导体富含电子。这两种半导体在接触面上形成一个空间电荷区(耗尽区),如下图棕色区域所示。从下图可以看出,衬底连接到源极后,在源极和漏极之间形成了PN结,这就是MOS内部的体二极管。3、MOS管沟形成

当我们在栅极和源极之间施加一个电压时,因为源极和衬底相连,所以栅极和衬底之间的电压是Vgs,所以在绝缘层的上下形成一个电场。栅极吸引衬底(P型半导体)内部的电子向上移动,聚集在绝缘层下方,形成导电沟道。当Vgs电压增大时,电场强度增强,聚集在绝缘层下方的电子增多,导电沟道加深,导电性增强。4、漏源电流的形成

在源极和漏极之间形成导电沟道后,在漏极和源极之间施加电压Vds,沟道中的电子开始流动形成电流。当我们保持Vgs不变,逐渐增加漏极电压,即Vds时,漏极电流逐渐线性增加。

注意下图中的沟道左深右浅,这是因为漏极电压导致栅极电场减弱。可以这样理解,电子本来是被栅极吸引来建立栅极电场的,但是沟道右侧的部分电子被正的漏极电压吸引来,削弱了栅极右侧的电场,使右侧沟道变浅。随着漏极电压的增加,漏极的空间电荷区变大,并使栅极电场衰减,右侧的沟道变浅。

以下是2N7002P的特性曲线。以Vgs=3.5V为例。此时MOS晶体管处于红色范围,漏极电流随着Vds的增大而增大。5、预夹断栅电压保持不变,漏极电压继续升高,空间电荷区进一步增大,漏极电压不断削弱右沟道。当右声道刚好“消失”时,发生预夹断,如下图黑色夹点所示。以下是2N7002P的特性曲线。以Vgs=3.5V为例。此时MOS管处于红色区间,漏电流出现拐点,MOS即将饱和。

6、栅极电压不变,漏极电压继续升高。夹点继续向左移动,空间电荷区进一步增大。此时,漏极电流不再随着漏极电压的增加而增加,MOS饱和。注意夹断不代表没有电流。电子也可以越过夹点进入空间电荷区,被空间电荷区的电场加速,最后被漏极吸收。

以下是2N7002P的特性曲线。以Vgs=3.5V为例。此时MOS晶体管处于红色范围,漏极电流不再随着Vds的增加而增加,因此MOS晶体管饱和。

以上知识分享希望能够帮助到大家!