MOS管在绝缘栅型场效应管中,目前常用二氧化硅作金属铝(Al)栅极和
半导体之间的绝缘层,称为金属一氧化物-半导体场效应晶体管,简称为MOSFET或者MOS管。
G,D,S极怎么区分
G极是比较好区分的,大家一眼就能区分。
不论是P沟道还是N沟道,两根线相交的就是S极。
不论是P沟道还是N沟道,单独引线的那边就是D极。
N,P沟道如何区分
箭头指向G极的就是N沟道。
箭头背向G极的就是P沟道。
寄生二极管方向
N沟道,由S极指向D极。
P沟道,由D极指向S极。
如果觉得上面两条不是很好记,教大家一个识别方法:不论N沟道还是P沟道MOS管,中间衬底箭头方向和寄生二极管的箭头方向总是一致的,上面图片已经标出来了可以看一下。
MOS管导通条件
N沟道:Ug>Us时导通。(简单认为)Ug=Us时截止。
P沟道:Ug
注意一点,MOS管做开关器件的时候,输入输出一定不能接反,接反的寄生二极管一直处于导通状态,MOS本身就失去开关的作用了。
万用表区分N,P沟道
将万用表调至“二极管档”。
红表笔(+极)接D极,红表笔(+极)接S极:假设,二极体值低于0.7V以下。然后我们交换表笔,黑表笔(-极)接D极,红表笔(+极)接S极:假设,二极体值高于1.2V以上。那么我们可以判断,这个为➣PMOS。如果两次测量结果和我们的假设相反,则可以判断为➣NMOS。
整理一下上面描述区分P,N沟道方法的逻辑,DS极之间的寄生二极管才是关键!换句话说,我们就是依靠测量这个寄生二极管的导通方向来判断P,N沟道的。
MOS内部工作原理
在一块掺杂浓度较低的P型半导体硅衬底上,用半导体光刻、扩散工艺制作两个高掺杂浓度的N 区,并用金属铝引出两个电极,分别作为漏极D和源极S。然后在漏极和源极之间的P型半导体表面复盖一层很薄的二氧化硅(Si02)绝缘层膜,在再这个绝缘层膜上装上一个铝电极,作为栅极G。这就构成了一个N沟道增强型MOS管。显然它的栅极和其它电极间是绝缘的。
同样用上述相同的方法在一块掺杂浓度较低的N型半导体硅衬底上,用半导体光刻、扩散工艺制作两个高掺杂浓度的P 区,及上述相同的栅极制作过程,就制成为一个P沟道增强型MOS管。
增强型MOS管的漏极D和源极S之间有两个背靠背的PN结。当栅-源电压VGS=0时,即使加上漏-源电压VDS,总有一个PN结处于反偏状态,漏-源极间没有导电沟道(没有电流流过),所以这时漏极电流ID=0。此时若在栅-源极间加上正向电压,即VGS>0,则栅极和硅衬底之间的SiO2绝缘层中便产生一个栅极指向P型硅衬底的电场,由于氧化物层是绝缘的,栅极所加电压VGS无法形成电流,氧化物层的两边就形成了一个电容,VGS等效是对这个电容充电,并形成一个电场,随着VGS逐渐升高,受栅极正电压的吸引,在这个电容的另一边就聚集大量的
电子并形成了一个从漏极到源极的N型导电沟道,当VGS大于管子的开启电压VT(一般约为 2V)时,N沟道管开始导通,形成漏极电流ID,我们把开始形成沟道时的栅-源极电压称为开启电压,一般用VT表示。控制栅极电压VGS的大小改变了电场的强弱,就可以达到控制漏极电流ID的大小的目的,这也是MOS管用电场来控制电流的一个重要特点,所以也称之为场效应管。
知识点汇总
原作者:cooldog007 智芯Player