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MOS管的作用是什么-P沟道MOS管工作原理及特点详解-KIA MOS管

信息來源:本站 日期:2019-06-05 

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MOS管,P溝道MOS管工作原理

MOS管

MOS管是金屬(metal)、氧化物(oxide)、半導體(semiconductor)場效應晶體管,或者稱是金屬—絕緣體(insulator)、半導體。MOS管的source和drain是可以對調的,他們都是在P型backgate中形成的N型區。在多數情況下,這個兩個區是一樣的,即使兩端對調也不會影響器件的性能。這樣的器件被認爲是對稱的。


MOS管,P溝道MOS管工作原理


下文會講到P溝道MOS管工作原理,P溝道MOS晶體管的空穴遷移率低,因而在MOS晶體管的幾何尺寸和工作電壓絕對值相等的情況下,PMOS晶體管的跨導小于N溝道MOS晶體管。此外,P溝道MOS晶體管阈值電壓的絕對值一般偏高,要求有較高的工作電壓。它的供電電源的電壓大小和極性,與雙極型晶體管——晶體管邏輯電路不兼容。


PMOS因邏輯擺幅大,充電放電過程長,加之器件跨導小,所以工作速度更低,在NMOS電路(見N溝道金屬—氧化物—半導體集成電路)出現之後,多數已爲NMOS電路所取代。只是,因PMOS電路工藝簡單,價格便宜,有些中規模和小規模數字控制電路仍采用PMOS電路技術。


PMOS集成電路是一種適合在低速、低頻領域內應用的器件。PMOS集成電路采用-24V電壓供電。如圖所示的CMOS-PMOS接口電路采用兩種電源供電。采用直接接口方式,一般CMOS的電源電壓選擇在10~12V就能滿足PMOS對輸入電平的要求。


MOS管,P溝道MOS管工作原理


MOS場效應晶體管具有很高的輸入阻抗,在電路中便于直接耦合,容易制成規模大的集成電路。


P沟道MOS晶体管的空穴迁移率低,因而在MOS晶体管的几何尺寸和工作电压绝对值相等的情况下,PMOS晶体管的跨导小于N沟道MOS晶体管 。此外,P沟道MOS晶体管阈值电压的绝对值普通偏高,恳求有较高的工作电压。它的供电电源的电压大小和极性,与双极型晶体管——晶体管逻辑电路不兼容。


PMOS因邏輯擺幅大,充電放電過程長,加之器件跨導小,所以工作速度更低,在NMOS電路(見N溝道金屬—氧化物—半導體集成電路)呈現之後,多數已爲NMOS電路所取代。


只是,因PMOS電路工藝簡單,價錢低價,有些中範圍和小範圍數字控制電路仍采用PMOS電路技術。PMOS的特性,Vgs小于一定的值就會導通,適宜用于源極接VCC時的情況(高端驅動)。但是,固然PMOS可以很便當地用作高端驅動,但由于導通電阻大,價錢貴,交流種類少等緣由,在高端驅動中,通常還是運用NMOS。


p溝道mos管工作原理

p溝道mos管工作原理解析如下:


正常工作時,P溝道增強型MOS管的襯底必需與源極相連,而漏心極的電壓Vds應爲負值,以保證兩個P區與襯底之間的PN結均爲反偏,同時爲了在襯底頂表面左近構成導電溝道,柵極對源極的電壓Vgs也應爲負。


1、Vds≠O的情況導電溝道構成後,DS間加負向電壓時,那麽在源極與漏極之間將有漏極電流Id流通,而且Id隨Vds而增加。

Id沿溝道産生的壓降使溝道上各點與柵極間的電壓不再相等,該電壓削弱了柵極中負電荷電場的作用,使溝道從漏極到源極逐漸變窄。當Vds增大到使Vgd=Vgs(TH),溝道在漏極左近呈現預夾斷.


2、Vds=0時,在柵源之間加負電壓Vgs,由于絕緣層的存在,故沒有電流,但是金屬柵極被補充電而聚集負電荷,N型半導體中的多子電子被負電荷排斥向體內運動,表面留下帶正電的離子,構成耗盡層,隨著G、S間負電壓的增加,耗盡層加寬。


當Vgs增大到一定值時,襯底中的空穴(少子)被柵極中的負電荷吸收到表面,在耗盡層和絕緣層之間構成一個P型薄層,稱反型層。


這個反型層就構成漏源之間的導電溝道,這時的Vgs稱爲開啓電壓Vgs(th),Vgs到Vgs(th)後再增加,襯底表面感應的空穴越多,反型層加寬,而耗盡層的寬度卻不再變化,這樣可以用Vgs的大小控制導電溝道的寬度。


MOS管,P溝道MOS管工作原理


PMOS的Vgs小于一定的值就會導通,適合用于源極接VCC時的情況(高端驅動)。需要注意的是,Vgs指的是柵極G與源極S的電壓,即柵極低于電源一定電壓就導通,並非相對于地的電壓。

但是因爲PMOS導通內阻比較大,所以只適用低功率的情況。不過,大功率仍然使用N溝道MOS管。


MOS管的作用

1、可應用于放大電路。由于MOS管放大器的輸入阻抗很高,因此耦合電容可以容量較小,不必使用電解電容器。


2、很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換。常用于多級放大器的輸入級作阻抗變換。


3、可以用作可變電阻。


4、可以方便地用作恒流源。


5、可以用作電子開關。


MOS管爲壓控元件,你只要加到它的壓控元件所需電壓就能使它導通,它的導通就像三極管在飽和狀態一樣,導通結的壓降最小。這就是常說的精典是開關作用。去掉這個控制電壓經就截止。


我們知道MOS管對于整個供電系統起著穩壓的作用,但是MOS管不能單獨使用,它必須和電感線圈、電容等共同組成的濾波穩壓電路,才能發揮充分它的優勢。



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