mos管也稱場效應(yīng)管，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(fù)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。MOS管為壓控元件，你只要加到它的壓控元件所需電壓就能使它導(dǎo)通，它的導(dǎo)通就像三極管在飽和狀態(tài)一樣，導(dǎo)通結(jié)的壓降小。這就是常說的精典是開關(guān)作用。去掉這個控制電壓經(jīng)就截止。我們知道MOS管對于整個供電系統(tǒng)起著穩(wěn)壓的作用，但是MOS管不能單獨(dú)使用，它必須和電感線圈、電容等共同組成的濾波穩(wěn)壓電路，才能發(fā)揮充分它的優(yōu)勢。 哪些國產(chǎn)MOS管品牌可以替代其他品牌MOS管等國外品牌？西藏汽車MOS管
夾斷區(qū)：當(dāng)VGS
N溝道增強(qiáng)型MOS管的結(jié)構(gòu)，P型襯底上制作兩個高摻雜的N區(qū)，引出作為漏極D和源極S，襯底上再制作一塊絕緣層，絕緣層上在制作一層金屬電極，引出作為柵極G，即構(gòu)成了常見的N溝道增強(qiáng)型MOS管。一般而言，襯底B和S極會連在一起，當(dāng)在柵極處加正電壓時，靠近襯底的絕緣層會產(chǎn)生感應(yīng)電荷，當(dāng)感應(yīng)電荷足夠多時，D和S之間形成導(dǎo)電溝道，只要DS之間有電壓，即可產(chǎn)生電流。另外，從結(jié)構(gòu)上看，襯底B和S以及D之間都有一個PN結(jié)，但是B和S連在一起，所以BS之間的PN結(jié)被短路，B（S）和D之間的PN結(jié)即是的MOS的寄生二極管。
MOS管的工作原理增強(qiáng)型MOS管的漏極D和源極S之間有兩個背靠背的PN結(jié)。當(dāng)柵-源電壓VGS=0時，即使加上漏-源電壓VDS，總有一個PN結(jié)處于反偏狀態(tài)，漏-源極間沒有導(dǎo)電溝道（沒有電流流過），所以這時漏極電流ID=0。此時若在柵-源極間加上正向電壓，即VGS＞0，則柵極和硅襯底之間的SiO2絕緣層中便產(chǎn)生一個柵極指向P型硅襯底的電場，由于氧化物層是絕緣的，柵極所加電壓VGS無法形成電流，氧化物層的兩邊就形成了一個電容，VGS等效是對這個電容充電，并形成一個電場，隨著VGS逐漸升高，受柵極正電壓的吸引，在這個電容的另一邊就聚集大量的電子并形成了一個從漏極到源極的N型導(dǎo)電溝道，當(dāng)VGS大于管子的開啟電壓VT（一般約為2V）時，N溝道管開始導(dǎo)通，形成漏極電流ID，我們把開始形成溝道時的柵-源極電壓稱為開啟電壓，一般用VT表示。控制柵極電壓VGS的大小改變了電場的強(qiáng)弱，就可以達(dá)到控制漏極電流ID的大小的目的，這也是MOS管用電場來控制電流的一個重要特點(diǎn)，所以也稱之為場效應(yīng)管。 mos管和三級管的區(qū)別在哪？
夾斷區(qū)和MOS管的夾斷是一回事嗎？實際不是，因為當(dāng)驅(qū)動電壓小于MOS的導(dǎo)通門限時，MOS管是沒有形成導(dǎo)電溝道的。而書中對MOS管的夾斷也明確寫出MOS管出現(xiàn)夾斷現(xiàn)象時，管子工作在恒流區(qū)。為更好地區(qū)分這兩種工作狀態(tài)，在圖2中，我把這一區(qū)域稱為截止區(qū)。
為什么預(yù)夾斷電壓是VDS=VGS-Vth(即VGD=Vth)？因為Vth是MOS管的導(dǎo)通電壓，這意味著在這個電壓下，導(dǎo)電溝道剛剛形成。當(dāng)漏極電壓升高到VGD=Vth時，說明導(dǎo)電溝道靠漏極一端的電壓降到了導(dǎo)通電壓，所以MOS管漏極出現(xiàn)夾斷。
夾斷時，MOS管為什么由電流通過？闕值漏極電流為什么由VGS確定？當(dāng)VDS大到一定程度，MOS管被完全夾斷，這其實是反型層的載流子在電場作用下迅速流動的變現(xiàn)而非導(dǎo)電溝道消失。并且，VGS大小決定了反型層的厚度，即決定了載流子的多少。在這種情況下，VDS的越增加，導(dǎo)電溝道的夾斷區(qū)越長，電阻越大，VDS主要用于克服導(dǎo)電溝道夾斷導(dǎo)致的電阻的上升對電流的影響，而VGS的增加則可拓寬導(dǎo)電溝道，所以此時的闕值漏極電流由VGS確定。 mos管實物三個極怎么區(qū)分？西藏汽車MOS管
mos管柵極電阻選取方法。西藏汽車MOS管
接下來我們再來看看NMOS的第二個重要參數(shù)Rdson，剛才有提到NMOS被完全打開的時候，它的電阻接近于零。但是無論多小，它總歸是有一個電阻值的，這就是所謂的Rdson。它指的是NMOS被完全打開之后，d、s之間的電阻值。同樣的你也可以在數(shù)據(jù)手冊上找到它。這個電阻值當(dāng)然是越小越好。越小的話呢，它分壓分的少，而且發(fā)熱也相對比較低。但實際情況一般Rdson越小，這個NMOS的價格就越高，而且一般對應(yīng)的體積也會比較大。所以還是要量力而行，選擇恰好合適。然后來說一下Cgs，這個是比較容易被忽視的一個參數(shù)，它指的是g跟s之間的寄生電容。所有的NMOS都有，這是一個制造工藝的問題，沒有辦法被避免。那它會影響到NMOS打開速度，因為加載到gate端的電壓，首先要給這個電容先充電，這就導(dǎo)致了g、s的電壓并不能一下子到達(dá)給定的一個數(shù)值。 西藏汽車MOS管