首先考察一個更簡單的器件--MOS電容--能更好的理解MOS管。這個器件有兩個電極,一個是金屬,另一個是extrinsicsilicon(外在硅),他們之間由一薄層二氧化硅分隔開。金屬極就是GATE,而半導(dǎo)體端就是backgate或者body。他們之間的絕緣氧化層稱為gatedielectric(柵介質(zhì))。圖示中的器件有一個輕摻雜P型硅做成的backgate。這個MOS電容的電特性能通過把backgate接地,gate接不同的電壓來說明。MOS電容的GATE電位是0V。金屬GATE和半導(dǎo)體BACKGATE在WORKFUNCTION上的差異在電介質(zhì)上產(chǎn)生了一個小電場。在器件中,這個電場使金屬極帶輕微的正電位,P型硅負電位。這個電場把硅中底層的電子吸引到表面來,它同時把空穴排斥出表面。這個電場太弱了,所以載流子濃度的變化非常小,對器件整體的特性影響也非常小。當(dāng)MOS電容的GATE相對于BACKGATE正偏置時發(fā)生的情況。穿過GATEDIELECTRIC的電場加強了,有更多的電子從襯底被拉了上來。同時,空穴被排斥出表面。隨著GATE電壓的升高,會出現(xiàn)表面的電子比空穴多的情況。由于過剩的電子,硅表層看上去就像N型硅。摻雜極性的反轉(zhuǎn)被稱為inversion,反轉(zhuǎn)的硅層叫做channel。隨著GATE電壓的持續(xù)不斷升高,越來越多的電子在表面積累。mos管的外形和三極管,可控硅,三端穩(wěn)壓器,IGBT類似。天津加工MOS管銷售廠家
,即在集成電路中絕緣性場效應(yīng)管。MOS英文全稱為Metal-Oxide-Semiconductor即金屬-氧化物-半導(dǎo)體,確切的說,這個名字描述了集成電路中MOS管的結(jié)構(gòu),即:在一定結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)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(diào)的,都是在P型backgate中形成的N型區(qū)。在多數(shù)情況下,兩個區(qū)是一樣的,即使兩端對調(diào)也不會影響器件的性能,這樣的器件被認為是對稱的。(多子)參與導(dǎo)電,是單極型晶體管。導(dǎo)電機理與小功率MOS管相同,但結(jié)構(gòu)上有較大區(qū)別,小功率MOS管是橫向?qū)щ娖骷?,功率MOSFET大都采用垂直導(dǎo)電結(jié)構(gòu),又稱為VMOSFET,提高了MOSFET器件的耐壓和耐電流能力。其主要特點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(dǎo)通時在兩個高濃度n擴散區(qū)間形成n型導(dǎo)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才有導(dǎo)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?xùn)艍?柵源電壓為零)時,就有導(dǎo)電溝道產(chǎn)生的n溝道MOS管。、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。當(dāng)VGSMOS管作為開關(guān)元件,同樣是工作在截止或?qū)▋煞N狀態(tài)。江西貿(mào)易MOS管工廠直銷為了保證MOS管的安全工作,很多MOS管內(nèi)置了穩(wěn)壓管來限制柵極的控制電壓。
MOS管工作原理圖詳解MOS管是FET的一種(另一種是JFET),可以被制造成增強型或耗盡型,P溝道或N溝道共4種類型,但實際應(yīng)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(dǎo)通電阻小,且容易制造。所以開關(guān)電源和馬達驅(qū)動的應(yīng)用中,一般都用NMOS。下面的介紹中,也多以NMOS為主。MOS管的三個管腳之間有寄生電容存在,這不是我們需要的,而是由于制造工藝限制產(chǎn)生的。寄生電容的存在使得在設(shè)計或選擇驅(qū)動電路的時候要麻煩一些,但沒有辦法避免,后邊再詳細介紹。在MOS管工作原理圖上可以看到,漏極和源極之間有一個寄生二極管。這個叫體二極管,在驅(qū)動感性負載(如馬達),這個二極管很重要。順便說一句,體二極管只在單個的MOS管中存在,在集成電路芯片內(nèi)部通常是沒有的。MOS管工作原理圖電源開關(guān)電路詳解這是該裝置的中心,在介紹該部分工作原理之前,先簡單解釋一下MOS的工作原理圖。它一般有耗盡型和增強型兩種。本文使用的為增強型MOSMOS管,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)見mos管工作原理圖。它可分為NPN型PNP型。NPN型通常稱為N溝道型,PNP型也叫P溝道型。由圖可看出。
MOS)晶體管可分為N溝道與P溝道兩大類,P溝道硅MOS場效應(yīng)晶體管在N型硅襯底上有兩個P+區(qū),分別叫做源極和漏極,兩極之間不通導(dǎo),柵極上加有足夠的正電壓(源極接地)時,柵極下的N型硅表面呈現(xiàn)P型反型層,成為連接源極和漏極的溝道。改變柵壓可以改變溝道中的電子密度,從而改變溝道的電阻。這種MOS場效應(yīng)晶體管稱為P溝道增強型場效應(yīng)晶體管。如果N型硅襯底表面不加?xùn)艍壕鸵汛嬖赑型反型層溝道,加上適當(dāng)?shù)钠珘海墒箿系赖碾娮柙龃蠡驕p小。這樣的MOS場效應(yīng)晶體管稱為P溝道耗盡型場效應(yīng)晶體管。統(tǒng)稱為PMOS晶體管。P溝道MOS晶體管的空穴遷移率低,因而在MOS晶體管的幾何尺寸和工作電壓值相等的情況下,PMOS晶體管的跨導(dǎo)小于N溝道MOS晶體管。此外,P溝道MOS晶體管閾值電壓的值一般偏高,要求有較高的工作電壓。它的供電電源的電壓大小和極性,與雙極型晶體管——晶體管邏輯電路不兼容。PMOS因邏輯擺幅大,充電放電過程長,加之器件跨導(dǎo)小,所以工作速度更低,在NMOS電路(見N溝道金屬—氧化物—半導(dǎo)體集成電路)出現(xiàn)之后,多數(shù)已為NMOS電路所取代。只是,因PMOS電路工藝簡單,價格便宜,有些中規(guī)模和小規(guī)模數(shù)字控制電路仍采用PMOS電路技術(shù)。mos管在電路中一般用作電子開關(guān)。
低壓MOS管四大重要參數(shù):1、電壓規(guī)格(VDSS)2、電流規(guī)格(In)3、mos飽和導(dǎo)通電阻(RDS(ON))4、封裝形式低壓MOS管四大選型要點1、用N溝道orP溝道選擇好MOS管器件的首要一步是決定采用N溝道還是P溝道MOS管。在典型的功率應(yīng)用中,當(dāng)一個MOS管接地,而負載連接到干線電壓上時,該MOS管就構(gòu)成了低壓側(cè)開關(guān)。在低壓側(cè)開關(guān)中,應(yīng)采用N溝道MOS管,這是出于對關(guān)閉或?qū)ㄆ骷桦妷旱目紤]。當(dāng)MOS管連接到總線及負載接地時,就要用高壓側(cè)開關(guān)。通常會在這個拓撲中采用P溝道MOS管,這也是出于對電壓驅(qū)動的考慮。2、確定MOS管的額定電流該額定電流應(yīng)是負載在所有情況下能夠承受的很大電流。與電壓的情況相似,確保所選的MOS管能承受這個額定電流,即使在系統(tǒng)產(chǎn)生尖峰電流時。兩個考慮的電流情況是連續(xù)模式和脈沖尖峰。在連續(xù)導(dǎo)通模式下,MOS管處于穩(wěn)態(tài),此時電流連續(xù)通過器件。脈沖尖峰是指有大量電涌(或尖峰電流)流過器件。一旦確定了這些條件下的很大電流,只需直接選擇能承受這個很大電流的器件便可。3、選擇MOS管的下一步是系統(tǒng)的散熱要求須考慮兩種不同的情況,即壞情況和真實情況。建議采用針對壞情況的計算結(jié)果,因為這個結(jié)果提供更大的安全余量,能確保系統(tǒng)不會失效。MOS管更小更省電,所以他們已經(jīng)在很多應(yīng)用場合取代了雙極型晶體管。江西貿(mào)易MOS管工廠直銷
MOS的損耗主要包括開關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗,導(dǎo)通損耗是由于導(dǎo)通后存在導(dǎo)通電阻而產(chǎn)生的,一般導(dǎo)通電阻都很小。天津加工MOS管銷售廠家
原因是導(dǎo)通電阻小,且容易。所以開關(guān)電源和馬達驅(qū)動的應(yīng)用中,一般都用NMOS。下面的介紹中,也多以NMOS為主。在使用MOS管設(shè)計開關(guān)電源或者馬達驅(qū)動電路的時候,大部分人都會考慮MOS的導(dǎo)通電阻,大電壓等,大電流等,也有很多人考慮這些因素。這樣的電路也許是可以工作的,但并不是的,作為正式的產(chǎn)品設(shè)計也是不允許的。1、MOS管種類和結(jié)構(gòu)MOSFET管是FET的一種(另一種是JFET),可以被**成增強型或耗盡型,P溝道或N溝道共4種類型,但實際應(yīng)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。至于為什么不使用耗盡型的MOS管,不建議刨根問底。對于這兩種增強型MOS管,比較常用的是NMOS。原因是導(dǎo)通電阻小,*。所以開關(guān)電源和馬達驅(qū)動的應(yīng)用中,一般都用NMOS。下面的介紹中,也多以NMOS為主。天津加工MOS管銷售廠家