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1、。绝缘栅型场效应管之图解绝缘栅型场效应管之图解绝缘栅型场效应管是一种利用半导体表面的电场效应，由感应电荷的多少改变导电沟道来控制漏极电流的器件，它的栅极与半导体之间是绝缘的，其电阻大于 1000000000。增强型：VGS=0 时，漏源之间没有导电沟道，在 VDS 作用下无 iD。耗尽型：VGS=0 时，漏源之间有导电沟道，在 VDS 作用下 iD。1.1.结构和符号（以结构和符号（以 N N 沟道增强型为例）沟道增强型为例）在一块浓度较低的 P 型硅上扩散两个浓度较高的 N 型区作为漏极和源极，半导体表面覆盖二氧化硅绝缘层并引出一个电极作为栅极。N 沟道绝缘栅型场效应管结构动画其他 MOS
2、管符号。1。2.2.工作原理（以工作原理（以 N N 沟道增强型为例）沟道增强型为例）(1)VGS=0 时，不管 VDS 极性如何，其中总有一个 PN 结反偏，所以不存在导电沟道。VGS=0，ID=0VGS 必须大于 0 管子才能工作。(2)VGS0 时，在 Sio2 介质中产生一个垂直于半导体表面的电场，排斥 P 区多子空穴而吸引少子电子。当VGS 达到一定值时 P 区表面将形成反型层把两侧的 N 区沟通，形成导电沟道。VGS 0g 吸引电子反型层导电沟道VGS反型层变厚 VDS ID。2。(3)VGSVT 时而 VDS 较小时：VDSID VT：开启电压，在 VDS 作用下开始导电时的 V
3、GS，VT=VGS VDS(4)VGS0 且 VDS 增大到一定值后，靠近漏极的沟道被夹断，形成夹断区。VDSID 不变。3。3 3、NMOSNMOS 和和 PMOSPMOS在实际项目中，我们基本都用增强型 mos 管，分为 N 沟道和 P 沟道两种。我们常用的是 NMOS，因为其导通电阻小，且容易制造。在MOS 管原理图上可以看到，漏极和源极之间有一个寄生二极管。这个叫体二极管，在驱动感性负载（如马达），这个二极管很重要。顺便说一句，体二极管只在单个的MOS 管中存在，在集成电路芯片内部通常是没有的。3.13.1导通特性导通特性NMOS 的特性，Vgs 大于一定的值就会导通，适合用于源极接地
4、时的情况（低端驱动），只要栅极电压达到4V或 10V 就可以了。PMOS 的特性，Vgs 小于一定的值就会导通，适合用于源极接 VCC 时的情况（高端驱动）。但是，虽然 PMOS可以很方便地用作高端驱动，但由于导通电阻大，价格贵，替换种类少等原因，在高端驱动中，通常还是使用 NMOS。4。3.23.2MOSMOS 开关管损失开关管损失不管是 NMOS 还是 PMOS，导通后都有导通电阻存在，这样电流就会在这个电阻上消耗能量，这部分消耗的能量叫做导通损耗。选择导通电阻小的MOS 管会减小导通损耗。现在的小功率 MOS 管导通电阻一般在几十毫欧左右，几毫欧的也有。MOS 在导通和截止的时候，一定不
5、是在瞬间完成的。MOS 两端的电压有一个下降的过程，流过的电流有一个上升的过程，在这段时间内，MOS 管的损失是电压和电流的乘积，叫做开关损失。通常开关损失比导通损失大得多，而且开关频率越高，损失也越大。导通瞬间电压和电流的乘积很大，造成的损失也就很大。缩短开关时间，可以减小每次导通时的损失；降低开关频率，可以减小单位时间内的开关次数。这两种办法都可以减小开关损失。3.13.1MOSMOS 管驱动管驱动跟双极性晶体管相比，一般认为使 MOS 管导通不需要电流，只要 GS 电压高于一定的值，就可以了。这个很容易做到，但是，我们还需要速度。在 MOS 管的结构中可以看到，在 GS，GD 之间存在寄
6、生电容，而 MOS 管的驱动，实际上就是对电容的充放电。对电容的充电需要一个电流，因为对电容充电瞬间可以把电容看成短路，所以瞬间电流会比较大。选择/设计 MOS管驱动时第一要注意的是可提供瞬间短路电流的大小。第二注意的是，普遍用于高端驱动的 NMOS，导通时需要是栅极电压大于源极电压。而高端驱动的 MOS 管导通时源极电压与漏极电压（VCC）相同，所以这时栅极电压要比 VCC 大 4V 或 10V。如果在同一个系统里，要得到比VCC 大的电压，就要专门的升压电路了。很多马达驱动器都集成了电荷泵，要注意的是应该选择合适的外接电容，以得到足够的短路电流去驱动 MOS 管。4 4、MOSMOS 管的分类管的分类 4.1MOS 管的分类按沟道材料型和绝缘栅型各分 N 沟道和 P 沟道两种;按导电方式：MOS 管又分耗尽型与增强型，所以 MOS 场效应晶体管分为 N 沟耗尽型和增强型;P 沟耗尽型和增强型四大类。4.2.MOS 管应用MOS 管最显著的特性是开关特性好，所以被广泛应用在需要电子开关的电路中，常见的如开关电源和马达驱动，也有照明调光。而且由 MOS 管构成的 CMOS 传感器为相机提供了越来越高的画质，成就了更多的“摄影家”。5。欢迎您的下载，欢迎您的下载，资料仅供参考！资料仅供参考！致力为企业和个人提供合同协议，策划案计划书，学习资料等等打造全网一站式需求。6