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作者:點擊數:發布時間:2020-05-20
mos管(guan)是(shi)(shi)金屬(metal)—氧化物(oxide)—半(ban)導(dao)體(ti)(semiconductor)場效應晶(jing)體(ti)管(guan),或者(zhe)稱是(shi)(shi)金屬—絕緣體(ti)(insulator)—半(ban)導(dao)體(ti)。MOS管(guan)的source和drain是(shi)(shi)可以對調(diao)的,他們都是(shi)(shi)在P型backgate中形成的N型區(qu)。在多(duo)數情況下(xia),這(zhe)個兩(liang)個區(qu)是(shi)(shi)一樣(yang)的,即使兩(liang)端對調(diao)也不會影響(xiang)器件的性能。這(zhe)樣(yang)的器件被認為是(shi)(shi)對稱的。
雙極型晶體管把(ba)輸(shu)(shu)入端電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)的(de)(de)微小變(bian)化(hua)放(fang)大(da)(da)后,在(zai)輸(shu)(shu)出端輸(shu)(shu)出一(yi)個大(da)(da)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)變(bian)化(hua)。雙極型晶體管的(de)(de)增益就定義為輸(shu)(shu)出輸(shu)(shu)入電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)之比(beta)。另一(yi)種晶體管,叫做場效應(ying)管(FET),把(ba)輸(shu)(shu)入電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)的(de)(de)變(bian)化(hua)轉化(hua)為輸(shu)(shu)出電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)的(de)(de)變(bian)化(hua)。FET的(de)(de)增益等(deng)于它(ta)的(de)(de)transconductance, 定義為輸(shu)(shu)出電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)的(de)(de)變(bian)化(hua)和(he)輸(shu)(shu)入電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)變(bian)化(hua)之比。市面上常(chang)有的(de)(de)一(yi)般為N溝道(dao)和(he)P溝道(dao),詳情參考(kao)右側圖片(N溝道(dao)耗(hao)盡型MOS管)。而(er)P溝道(dao)常(chang)見的(de)(de)為低壓(ya)(ya)mos管。
場(chang)(chang)效應(ying)(ying)管(guan)通(tong)過投影一個電場(chang)(chang)在(zai)一個絕(jue)緣層(ceng)上(shang)來(lai)(lai)影響流(liu)(liu)過晶(jing)體管(guan)的(de)(de)電流(liu)(liu)。事(shi)實上(shang)沒有電流(liu)(liu)流(liu)(liu)過這個絕(jue)緣體,所以FET管(guan)的(de)(de)GATE電流(liu)(liu)非常小(xiao)。最(zui)普通(tong)的(de)(de)FET用(yong)一薄層(ceng)二氧(yang)化硅(gui)來(lai)(lai)作為(wei)(wei)GATE極下的(de)(de)絕(jue)緣體。這種晶(jing)體管(guan)稱為(wei)(wei)金屬(shu)(shu)氧(yang)化物半(ban)導體(MOS)晶(jing)體管(guan),或,金屬(shu)(shu)氧(yang)化物半(ban)導體場(chang)(chang)效應(ying)(ying)管(guan)(MOSFET)。因為(wei)(wei)MOS管(guan)更小(xiao)更省電,所以他們已(yi)經(jing)在(zai)很多應(ying)(ying)用(yong)場(chang)(chang)合取代了雙極型(xing)晶(jing)體管(guan)。
1.可應(ying)用于放大。由于場效應(ying)管放大器的輸(shu)入阻抗很高(gao),因此(ci)耦合電(dian)(dian)容(rong)可以容(rong)量較(jiao)小(xiao),不必(bi)使(shi)用電(dian)(dian)解電(dian)(dian)容(rong)器。
2.很高的(de)輸(shu)入(ru)阻抗非常適合作(zuo)阻抗變(bian)(bian)換。常用(yong)于多級放大(da)器的(de)輸(shu)入(ru)級作(zuo)阻抗變(bian)(bian)換。
3.可以用作可變電(dian)阻。
4.可(ke)以方便地用作(zuo)恒流(liu)源。
5.可以用(yong)作電子(zi)開關。
6.在電路(lu)設計(ji)上的(de)靈活性大。柵(zha)偏(pian)壓可(ke)正可(ke)負(fu)可(ke)零(ling),三極管只(zhi)能在正向偏(pian)置下工作,電子管只(zhi)能在負(fu)偏(pian)壓下工作。另外輸入阻(zu)抗高,可(ke)以減輕信號源(yuan)負(fu)載,易于跟(gen)前級匹配。
在一(yi)塊(kuai)濃(nong)度較低(di)的P型硅(gui)(gui)上擴散兩個濃(nong)度較高的N型區作(zuo)為漏極和源極,半導(dao)體表面(mian)覆蓋二(er)氧化硅(gui)(gui)絕(jue)緣層(ceng)并引出一(yi)個電極作(zuo)為柵極。
其他MOS管符號
(1)VGS=0時,不(bu)管VDS極性如何,其中總有一個PN結(jie)反(fan)偏,所以不(bu)存在導電溝道(dao)。
VGS=0,ID=0
VGS必須大于0
管子才能工作。
(2)VGS》0時,在Sio2介質中產生一個垂直于半導(dao)體表面的電場(chang),排斥P區多子空穴而吸引(yin)少子電子。當VGS達到一定值(zhi)時P區表面將形成反(fan)型層把(ba)兩側(ce)的N區溝通,形成導(dao)電溝道。
VGS》0→g吸引(yin)電子→反型層→導電溝道
VGS↑→反(fan)型(xing)層變厚→VDS↑→ID↑
(3)VGS≥VT時而VDS較小時:
VDS↑→ID↑
VT:開(kai)啟電壓,在VDS作
用(yong)下開始(shi)導電時的(de)VGS°
VT=VGS—VDS
(4)VGS》0且VDS增大(da)到一定值后,靠近(jin)漏極的溝道被夾斷(duan),形成夾斷(duan)區。
VDS↑→ID不變