【收藏】史上最全MOSFET技術(shù)疑難盤點(diǎn)
發(fā)布時(shí)間:2021-03-22 責(zé)任編輯:lina
【導(dǎo)讀】導(dǎo)體三極管中參與導(dǎo)電的有兩種極性的載流子,所以也稱為雙極型三極管。本文介紹另一種三極管,這種三極管只有一種載流子參與導(dǎo)電,所以也稱為單極型三極管,因?yàn)檫@種管子是利用電場效應(yīng)控制電流的,所以也叫場效應(yīng)三極管(FET),簡稱場效應(yīng)管。MOS在電路中應(yīng)用很常見,主要作為開關(guān)管,在電機(jī)驅(qū)動電路中常見。
導(dǎo)體三極管中參與導(dǎo)電的有兩種極性的載流子,所以也稱為雙極型三極管。本文介紹另一種三極管,這種三極管只有一種載流子參與導(dǎo)電,所以也稱為單極型三極管,因?yàn)檫@種管子是利用電場效應(yīng)控制電流的,所以也叫場效應(yīng)三極管(FET),簡稱場效應(yīng)管。MOS在電路中應(yīng)用很常見,主要作為開關(guān)管,在電機(jī)驅(qū)動電路中常見。
場效應(yīng)管可以分成兩大類,一類是結(jié)型場效應(yīng)管(JFET),另一類是絕緣柵場效應(yīng)管(MOSFET)。
即使搜索“結(jié)型場效應(yīng)管”,出來的也只有幾種,你是不是懷疑結(jié)型場效應(yīng)管已經(jīng)被人類拋棄了的感覺,沒錯(cuò),JFET相對來說是比較少使用的。
下面我們就跳過JFET,來點(diǎn)實(shí)際的,還是直接分享絕緣柵場效應(yīng)管的相關(guān)基礎(chǔ)知識吧。
絕緣柵場效應(yīng)管中文全稱是金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管,由于這種場效應(yīng)管的柵極被絕緣層隔離,所以又叫絕緣柵場效應(yīng)管,英文簡稱是MOSFET,一般也簡稱為MOS管。
MOSFET的輸入電阻很高,高達(dá)10^9Ω以上,從導(dǎo)電溝道來分,可以分為N溝道和P溝道兩種,無論是N溝道還是P溝道,又可以分為增強(qiáng)型和耗盡型。
N溝道的MOS管通常也簡稱為NMOS,P溝道的MOS管簡稱為PMOS。
MOS管種類
MOS管共有3個(gè)腳,柵極G,漏極D,源極S,通常情況下,MOS管的襯底是跟S極在管子內(nèi)部是連接在一起的,而且,MOS管的D極和S極之間一般會有一個(gè)寄生二極管。所以,你見到的MOS管的符號通常是畫成下面這樣的。
MOS管符號
仔細(xì)觀察的朋友可以發(fā)現(xiàn),無論是N溝道還是P溝道,寄生二極管的方向總是跟箭頭的方向是一致的。其實(shí)在一般使用中,更多是使用N溝道增強(qiáng)型或者P溝道增強(qiáng)型MOS管,耗盡型的管子是比較少使用到的。那么,如何使用MOS管做電子開關(guān)?比如用來驅(qū)動LED?先來兩個(gè)圖。
MOS管簡單應(yīng)用
一般認(rèn)為MOS管導(dǎo)通是不需要電流,只要UGS提供一定的電壓就可以導(dǎo)通了。對于N溝道增強(qiáng)型的MOS管,當(dāng)UGS大于一定值時(shí)就會導(dǎo)通,這里所說的“一定值”是指開啟電壓UGS(th),N溝道增強(qiáng)型UGS(th)一般是2~4V之間。
對于P溝道增強(qiáng)型的MOS管,當(dāng)UGS小于一定值時(shí)就會導(dǎo)通,P溝道增強(qiáng)型UGS(th)一般是-2~-4V之間。
如果UGS達(dá)不到相應(yīng)的電壓值,MOS就無法導(dǎo)通,所以說MOS管是電壓控制型元件??赡軙信笥褑?,電路圖中的電阻Rgs有什么作用?
是這樣的,在MOS管內(nèi)部結(jié)構(gòu)里,G極與D極、S極實(shí)際上是有一層絕緣層二氧化硅進(jìn)行隔離的,這就相當(dāng)于存在一個(gè)電容器。
這些寄生電容是無法避免的,電容的大小由MOS管的結(jié)構(gòu)、材料、所加的電壓決定。如果上面的電路圖沒有電阻Rgs的,電路將會變成怎樣呢,下面以圖為例,做個(gè)小實(shí)驗(yàn)。
沒有電阻Rgs時(shí),在G極接上5V控制信號,相當(dāng)于給寄生電容Cgs進(jìn)行充電,即使撤去G極上的控制電壓,G極上也有電容的電壓存在,所以MOS仍然是導(dǎo)通的。
當(dāng)有G、S兩極有電阻Rgs時(shí),當(dāng)G極撤去5V信號,電阻Rgs可以把寄生電容Cgs上的電壓進(jìn)行釋放,所以MOS就截止了。
所以,上面電路加入電阻Rgs,可以對電容的電壓進(jìn)行及時(shí)的釋放,這樣有利于提高電路的可靠性,可以避免G極沒有控制信號時(shí)誤動作。MOS管具有輸入阻抗高、開關(guān)速度快、熱穩(wěn)定性好、電壓控制電流等特性,在電路中,可以用作放大器、電子開關(guān)等用途。
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