MOS管解析

2020-5-17 21:00:02 4210 MOS管

0 本帖最后由菜鸟到大神于 2020-5-17 21:24 编辑 MOS管类型 MOS管有N沟道型和P沟道型两种，根据场效应原理的不同又可分为耗尽型和增强型。因此，MOS管可构成P沟道增强型、P沟道耗尽型、N沟道增强型、N沟道耗尽型4种类型。图1 4种MOS管符号图2 四种MOS结构示意图工作原理 N沟道增强型当Vgs=0V时，由于漏极和源极两个N型区之间隔有P型衬底，内部结构等效为两个背靠背连接的二极管，它们之间的电阻很大，漏极D与源极S之间不具备导电的沟道，所以加任何电压，都不会产生漏极电流Id。图3 N沟道增强型当将衬底B与源极S短接，在栅极G和源极S之间加正电压，即Vgs＞0时，如图4(a)所示，则在栅极与衬底之间产生一个由栅极指向衬底的电场。在电场的作用下，P衬底表面附近的空穴受到排斥将向下方运动，电子受电场的吸引向衬底表面运动，与衬底表面空穴复合，形成了一层耗尽层。随着Vgs增大，Vgs=Vgs(th)时，P衬底表面层中空穴全部被耗尽，吸附大量的自由电子。使表面层成为自由电子为多子的N型层，称为“反型层”，如图4(b)所示。图4 耗尽层与反型层反型层将漏极D和源极S两个N型区相连通，构成了漏、源极之间的N型导电沟道。把开始形成导电沟道所需的Vgs值称为阈值电压或开启电压Vgs(th)。显然，只有Vgs＞Vgs(th)时形成导电沟道，而且VGS越大，沟道越厚，沟道的导通电阻越小，导电能力越强；“增强型”一词也由此得来。Vgs＞Vgs(th)时，在漏极D和源极S之间加上正电压Vds，导电沟道就会有电流流通。漏极电流由漏区流向源区，因为沟道有一定的电阻，所以沿着沟道产生电压降，使沟道各点的电位沿沟道由漏区到源区逐渐减小，靠近漏极端的电压Vgd=Vgs-Vds最小，对应的沟道最薄；靠近源极端的电压最大，等于Vgs，对应的沟道最厚。沟道厚度不是均匀的，整个沟道呈倾斜状。随着Vds增大，靠近漏区一端的沟道越来越薄。当Vds增大到某一临界值，Vgd≤Vgs(th)时，漏端的沟道消失，只剩下耗尽层，把这种情况称为沟道“预夹断”，如图5(a)所示。Vds＞Vgs-Vgs(th)，夹断点向源极方向移动，如图5(b)所示。尽管夹断点在移动，但沟道的电压降保持不变(Vgs-Vgs(th))。因此，Vds多余部分电压[Vds-(Vgs-Vgs(th))]全部降到夹断区上，在夹断区内形成较强的电场，自由电子沿沟道从源极流向夹断区，当自由电子到达夹断区边缘时，受夹断区强电场的作用，会很快的漂移到漏极。其他三种可以用同样的方法分析。图5 预夹断与夹断区 1 MOSFET和IGBT栅极驱动器电路基本原理.pdf 1.04 MB , 下载次数: 5 mos 驱动设计.pdf 346.33 KB , 下载次数: 5
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