MOS管構造
MOS管的構造是在一塊摻雜濃度較低的P型半導體硅襯底上,用半導體光刻、擴散工藝制作兩個高摻雜濃度的 N+區,并用金屬鋁引出兩個電極,分別作為漏極D和源極S。
然后在漏極和源極之間的P型半導體表面復蓋一層很薄的二氧化硅(Si02)絕緣層膜,在再這個絕緣層膜上裝上一個鋁電極,作為柵極G。這就構成了一個N溝道(NPN 型)增強型MOS管。它的柵極和其它電極間是絕緣的。
MOS管構造:同樣用上述相同的方法在一塊摻雜濃度較低的N型半導體硅襯底上,用半導體光刻、擴散工藝制作兩個高摻雜濃度的P+區,及上述相同的柵極制作過程,就制成為一個P溝道(PNP型)增強型MOS管。
圖1-1所示(a )、(b)分別是P溝道MOS管道結構圖和代表符號。
MOS管的特性
在MOS管的工作原理中可以看出,MOS管的柵極G和源極S之間是絕緣的,由于SiO2絕緣層的存在,在柵極G和源極S之間等效是一個電容存在,電壓VGS產生電場從而導致源極-漏極電流的產生。
此時的柵極電壓VGS決定了漏極電流的大小,控制柵極電壓VGS的大小就可以控制漏極電流ID的大小。
這就可以得出如下結論:
1) MOS 管是一個由改變電壓來控制電流的器件,所以是電壓器件。
2) MOS 管道輸入特性為容性特性,所以輸入阻抗極高。
MOS 管的電壓極性和符號規則:
圖1-4-(a)是N溝道MOS管的符號,圖中D是漏極,S是源極,G是柵極,中間的箭頭表示襯底,如果箭頭向里表示是N溝道的MOS管,箭頭向外表示是 P溝道的MOS管。
實際在MOS管生產的過程中襯底在出廠前就和源極連接,所以在符號的規則中,表示襯底的箭頭也必須和源極相連接,以區別漏極和源極。
圖1-4-(c)是P溝道MOS管的符號。MOS管應用電壓的極性和我們普通的晶體三極管相同,N溝道的類似NPN晶體三極管,漏極D接正極,源極S接負極,柵極G正電壓時導電溝道建立,N溝道MOS管開始工作,如圖1-4-(b)所示。
同樣P道的類似PNP晶體三極管,漏極D接負極,源極S接正極,柵極G負電壓時,導電溝道建立,P溝道MOS管開始工作,如圖1-4-(d)所示。
MOS管種類和結構
MOSFET管是FET的一種(另一種是JFET),可以被區分成增強型或耗盡型,P溝道或N溝道共4種類型,但實際應用的只有增強型的N溝道MOS管和增強型的P溝道MOS管,所以通常提到NMOS,或者PMOS指的就是這兩種。
對于這兩種增強型MOS管,比較常用的是NMOS。原因是導通電阻小,且容易。所以開關電源和馬達驅動的應用中,一般都用NMOS。
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