MOS管工作原理，就是這么簡(jiǎn)單

1. MOS管工作原理--MOS管簡(jiǎn)介

　　MOS管，即在集成電路中絕緣性場(chǎng)效應管。MOS英文全稱(chēng)為Metal-Oxide-Semiconductor即金屬-氧化物-半導體，確切的說(shuō)，這個(gè)名字描述了集成電路中MOS管的結構，即：在一定結構的半導體器件上，加上二氧化硅和金屬，形成柵極。MOS管的source和drain是可以對調的，都是在P型backgate中形成的N型區。在多數情況下，兩個(gè)區是一樣的，即使兩端對調也不會(huì )影響器件的性能,這樣的器件被認為是對稱(chēng)的。

2. MOS管工作原理--Mos管的結構特點(diǎn)

　　MOS管的內部結構如下圖所示;其導通時(shí)只有一種極性的載流子(多子)參與導電，是單極型晶體管。導電機理與小功率MOS管相同，但結構上有較大區別，小功率MOS管是橫向導電器件，功率MOSFET大都采用垂直導電結構，又稱(chēng)為VMOSFET，大大提高了MOSFET器件的耐壓和耐電流能力。

　　其主要特點(diǎn)是在金屬柵極與溝道之間有一層二氧化硅絕緣層，因此具有很高的輸入電阻，該管導通時(shí)在兩個(gè)高濃度n擴散區間形成n型導電溝道。n溝道增強型MOS管必須在柵極上施加正向偏壓，且只有柵源電壓大于閾值電壓時(shí)才有導電溝道產(chǎn)生的n溝道MOS管。n溝道耗盡型MOS管是指在不加柵壓(柵源電壓為零)時(shí)，就有導電溝道產(chǎn)生的n溝道MOS管。

3. MOS管工作原理--MOS管的特性

　　3.1MOS管的輸入、輸出特性

　　對于共源極接法的電路，源極和襯底之間被二氧化硅絕緣層隔離，所以柵極電流為0。

　　圖(a)為共源極接法的電路，輸出特性曲線(xiàn)如右圖所示。

　　當VGS

　　3.2MOS管的導通特性

　　MOS管作為開(kāi)關(guān)元件，同樣是工作在截止或導通兩種狀態(tài)。由于MOS管是電壓控制元件，所以主要由柵源電壓uGS決定其工作狀態(tài)。下面以NMOS管為例介紹其特性。

　　圖 (a)為由NMOS增強型管構成的開(kāi)關(guān)電路。

　　NMOS的特性，Vgs大于一定的值就會(huì )導通，適合用于源極接地時(shí)的情況(低端驅動(dòng))，只要柵極電壓達到4V或10V就可以了。

　　PMOS的特性，Vgs小于一定的值就會(huì )導通，適合用于源極接VCC時(shí)的情況(高端驅動(dòng))。但是，雖然PMOS可以很方便地用作高端驅動(dòng)，但由于導通電阻大，價(jià)格貴，替換種類(lèi)少等原因，在高端驅動(dòng)中，通常還是使用NMOS。

4. MOS管工作原理

　　MOS管的工作原理(以N溝道增強型MOS場(chǎng)效應管)它是利用VGS來(lái)控制“感應電荷”的多少，以改變由這些“感應電荷”形成的導電溝道的狀況，然后達到控制漏極電流的目的。在制造管子時(shí)，通過(guò)工藝使絕緣層中出現大量正離子，故在交界面的另一側能感應出較多的負電荷，這些負電荷把高滲雜質(zhì)的N區接通，形成了導電溝道，即使在VGS=0時(shí)也有較大的漏極電流ID。當柵極電壓改變時(shí)，溝道內被感應的電荷量也改變，導電溝道的寬窄也隨之而變，因而漏極電流ID隨著(zhù)柵極電壓的變化而變化。

知識延伸

MOS管的分類(lèi)

　　按溝道材料型和絕緣柵型各分N溝道和P溝道兩種;按導電方式：MOS管又分耗盡型與增強型，所以MOS場(chǎng)效應晶體管分為N溝耗盡型和增強型;P溝耗盡型和增強型四大類(lèi)。

MOS管應用

　　MOS管最顯著(zhù)的特性是開(kāi)關(guān)特性好，所以被廣泛應用在需要電子開(kāi)關(guān)的電路中，常見(jiàn)的如開(kāi)關(guān)電源和馬達驅動(dòng)，也有照明調光。而且由MOS管構成的CMOS傳感器為相機提供了越來(lái)越高的畫(huà)質(zhì)，成就了更多的“攝影家”。

MOS管工作原理—參考資料

　　1、MOS管的開(kāi)關(guān)損耗-反激式分析

　　描述：利用反激式分析MOS管的開(kāi)關(guān)損耗

　　2、MOSFET的工作原理

　　描述：功率MOSFET的結構和工作原理

　　3、MOS、三極管用作開(kāi)關(guān)時(shí)的區別聯(lián)系

　　描述：MOS管、三極管用作開(kāi)關(guān)時(shí)的區別聯(lián)系