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很基礎的MOS管知識

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發(fā)表于 2024-8-15 07:40:00 | 只看該作者 |只看大圖 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
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點擊上方名片關注了解更多. h2 t9 P7 p+ g# u( d
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5 k- S1 u' s# f" F
半導體三極管中參與導電的有兩種極性的載流子,所以也稱為雙極型三極管。本文將介紹另一種三極管,這種三極管只有一種載流子參與導電,所以也稱為單極型三極管,因為這種管子是利用電場效應控制電流的,所以也叫場效應三極管(FET),簡稱場效應管。; I. K; I' T6 T* o2 `9 B0 r
場效應管可以分成兩大類,一類是結型場效應管(JFET),另一類是絕緣柵場效應管(MOSFET)。1 D2 g) t) H  T/ P

. t5 A  A# E, c在如果你在某寶里搜索“場效應管”你會發(fā)現,搜索出來的基本上是絕緣柵場效應管。0 |2 u+ c/ {# T9 C7 f4 s

8 y) G! d+ ~1 f, f7 ~) e5 E
, D$ B. a" a! }( m; \5 |即使搜索“結型場效應管”,出來的也只有幾種,你是不是懷疑結型場效應管已經被人類拋棄了的感覺,沒錯,JFET相對來說是比較少使用的,如果你問百度,百度貌似也無法回答你這個問題。
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歡迎知道原因的朋友留言分享一下,為什么結型場效應管比較少使用?  n9 K0 R5 p' [" p/ D
下面我們就跳過JFET,來點實際的,還是直接分享絕緣柵場效應管的相關基礎知識吧。0 Y7 f" w! l- K9 U* T6 |9 t; P  [
絕緣柵場效應管中文全稱是金屬-氧化物半導體場效應晶體管,由于這種場效應管的柵極被絕緣層隔離,所以又叫絕緣柵場效應管,英文簡稱是MOSFET,一般也簡稱為MOS管。
' y3 t5 s# u$ jMOSFET的輸入電阻很高,高達109Ω以上,從導電溝道來分,可以分為N溝道和P溝道兩種,無論是N溝道還是P溝道,又可以分為增強型和耗盡型。' F: u# p$ I1 o* ?
N溝道的MOS管通常也簡稱為NMOS,P溝道的MOS管簡稱為PMOS。, h0 A- t* ^& t* z( H* ?. G. U
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▲ MOS管種類0 o  e4 j6 \& s/ t# k" J
MOS管共有3個腳,柵極G,漏極D,源極S,通常情況下,MOS管的襯底是跟S極在管子內部是連接在一起的,而且,MOS管的D極和S極之間一般會有一個寄生二極管,所以,你見到的MOS管的符號通常是畫成下面這樣的。" A( W7 A6 X% E- j* [
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▲ MOS管符號通常是畫成這樣的/ d4 [. ]' S  a) y( g
仔細觀察的朋友可以發(fā)現,無論是N溝道還是P溝道,寄生二極管的方向總是跟箭頭的方向是一致的。
3 }& B+ {, S7 S3 v# U其實在一般使用中,更多是使用N溝道增強型或者P溝道增強型MOS管,耗盡型的管子是比較少使用到的。2 w0 `  f1 D! W* O: h- }
那么,如何使用MOS管做電子開關?比如用來驅動LED?2 s1 I1 V& c  ?
先來兩個圖。
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▲ MOS管做電子開關的簡單應用
8 x+ i2 P9 i. f! I& U一般認為MOS管導通是不需要電流,只要UGS提供一定的電壓就可以導通了。
  V* M9 `+ j" m' ^# H! ~& \對于N溝道增強型的MOS管,當UGS大于一定值時就會導通,這里所說的“一定值”是指開啟電壓UGS(th),N溝道增強型UGS(th)一般是2~4V之間。' C: N& G3 f' R! ]: s# o# H1 v
  A, A2 Q/ ?" m
對于P溝道增強型的MOS管,當UGS小于一定值時就會導通,P溝道增強型UGS(th)一般是-2~-4V之間。
/ O6 ]+ E6 v/ H, x( b
# j& U" }; b# J" P0 w2 _' U/ ~# k如果UGS達不到相應的電壓值,MOS就無法導通,所以說MOS管是電壓控制型元件。
1 X& }! M6 A4 d% }8 x可能會有朋友問,電路圖中的電阻Rgs有什么作用?
$ \) ?& g) C. |' x: I
: ]+ c. s+ p! P0 Z  l: \是這樣的,在MOS管內部結構里,G極與D極、S極實際上是有一層絕緣層二氧化硅進行隔離的,這就相當于存在一個電容器。
* O2 C* Z" w- Q+ F8 J
3 v+ K$ M, l) L這些寄生電容是無法避免的,電容的大小由MOS管的結構、材料、所加的電壓決定。8 N- h3 a5 O9 J5 |: m2 ^) @/ W
如果上面的電路圖沒有電阻Rgs的,電路將會變成怎樣呢,下面以圖1為例,做個小實驗。/ R4 c, R- P* w6 N) n2 v  ~; ?

1 f6 y2 Z9 L9 H沒有電阻Rgs時,在G極接上5V控制信號,相當于給寄生電容Cgs進行充電,即使撤去G極上的控制電壓,G極上也有電容的電壓存在,所以MOS仍然是導通的。; H! o$ W1 |7 t1 N, l7 ]

* c: d/ @' l: H# E' j7 B' U當有G、S兩極有電阻Rgs時,當G極撤去5V信號,電阻Rgs可以把寄生電容Cgs上的電壓進行釋放,所以MOS就截止了。
0 Q( {& e. @# V! B所以,上面電路加入電阻Rgs,可以對電容的電壓進行及時的釋放,這樣有利于提高電路的可靠性,可以避免G極沒有控制信號時誤動作。& ~) A3 B; c) U" e: `
MOS管具有輸入阻抗高、開關速度快、熱穩(wěn)定性好、電壓控制電流等特性,在電路中,可以用作放大器、電子開關等用途。MOS管相關的知識還有很多,以后再跟大家討論。
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