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MOS管结构构造、特点、实用电路资料下载

消耗积分:5 | 格式:pdf | 大小:203.7KB | 2021-03-31

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MOS管学名是场效应管,是金属-氧化物-半导体型场效应管,属于绝缘栅型,本文就结构构造、特点、实用电路等几个方面用工程师的话详细描述。 其结构示意图: 解释1:沟道  上面图中,下边的p型中间一个窄长条就是沟道,使得左右两块P型极连在一起,因此mos管导通后是电阻特性,因此它的一个重要参数就是导通电阻,选用mos管必须清楚这个参数是否符合需求。  解释2:n型  上图表示的是p型mos管,读者可以依据此图理解n型的,都是反过来即可,因此,不难理解,n型的如图在栅极加正压会导致导通,而p型的相反。  解释3:增强型  相对于耗尽型,增强型是通过“加厚”导电沟道的厚度来导通,栅极电压越低,则p型源、漏极的正离子就越靠近中间,n衬底的负离子就越远离栅极,栅极电压达到一个值,叫阀值或坎压时,由p型游离出来的正离子连在一起,形成通道,就是图示效果。 因此,容易理解,栅极电压必须低到一定程度才能导通,电压越低,通道越厚,导通电阻越小。 由于电场的强度与距离平方成正比,因此,电场强到一定程度之后,电压下降引起的沟道加厚就不明显了,也是因为n型负离子的“退让”是越来越难的。 耗尽型的是事先做出一个导通层,用栅极来加厚或者减薄来控制源漏的导通。但这种管子一般不生产,在市面基本见不到, 所以,大家平时说mos管,就默认是增强型的。  解释4:左右对称  图示左右是对称的,难免会有人问怎么区分源极和漏极呢?其实原理上,源极和漏极确实是对称的,是不区分的。 但在实际应用中,厂家一般在源极和漏极之间连接一个二极管,起保护作用,正是这个二极管决定了源极和漏极,这样,封装也就固定了,便于实用。 我的老师年轻时用过不带二极管的mos管, 非常容易被静电击穿,平时要放在铁质罐子里,它的源极和漏极就是随便接。  解释5:金属氧化物膜  图中有指示,这个膜是绝缘的,用来电气隔离,使得栅极只能形成电场,不能通过直流电,因此是用电压控制的。 在直流电气上,栅极和源漏极是断路,不难理解,这个膜越薄电场作用越好、坎压越小、相同栅极电压时导通能力越强, 坏处是: 越容易击穿、工艺制作难度越大而价格越贵。 例如导通电阻在欧姆级的,1角人民币左右买一个,而2402等在十毫欧级的,要2元多(批量买。 零售是4元左右)。  解释6:与实物的区别  上图仅仅是原理性的,实际的元件增加了源-漏之间跨接的保护二极管,从而区分了源极和漏极。 实际的元件,p型的衬底是接正电源的,使得栅极预先成为相对负电压,因此p型的管子,栅极不用加负电压了,接地就能保证导通。 相当于预先形成了不能导通的沟道,严格讲应该是耗尽型了,好处是明显的,应用时抛开了负电压。  解释7:寄生电容  上图的栅极通过金属氧化物与衬底形成一个电容,越是高品质的mos,膜越薄,寄生电容越大,经常mos管的寄生电容达到nF级,这个参数是mos管选择时至关重要的参数之一,必须考虑清楚。 Mos管用于控制大电流通断,经常被要求数十K乃至数M的开关频率,在这种用途中,栅极信号具有交流特征,频率越高交流成分越大,寄生电容就能通过交流电流的形式通过电流,形成栅极电流。 消耗的电能、产生的热量不可忽视,甚至成为主要问题,为了追求高速,需要强大的栅极驱动,也是这个道理。

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