功率场效应晶体管(MOSFET)基本知识
功率场效应管(PowerMOSFET)也叫电力场效应晶体管，是一种单极型
的电压控制器件，不但有自关断能力,而且有驱动功率小,开关速度高、无
二次击穿、安全工作区宽等特点。由于其易于驱动和开关频率可高达
500kHz，特别适于高频化电力电子装置，如应用于DC/DC变换、开关电源、便携式电子设备、航空航天以及汽车等电子电器设备中。但因为其电流、
热容量小，耐压低，一般只适用于小功率电力电子装置。
一、电力场效应管的结构和工作原理
电力场效应晶体管种类和结构有许多种，按导电沟道可分为P沟道和
N沟道，同时又有耗尽型和增强型之分。在电力电子装置中，主要应用N
沟道增强型。
电力场效应晶体管导电机理与小功率绝缘栅MOS管相同，但结构有很
大区别。小功率绝缘栅MOS管是一次扩散形成的器件，导电沟道平行于芯
片表面，横向导电。电力场效应晶体管大多采用垂直导电结构，提高了器
件的耐电压和耐电流的能力。按垂直导电结构的不同，又可分为2种：V
形槽VVMOSFET和双扩散VDMOSFET。
电力场效应晶体管采用多单元集成结构，一个器件由成千上万个小的MOSFET组成。N沟道增强型双扩散电力场效应晶体管一个单元的部面图，
如图1(a)所示。电气符号，如图1(b)所示。
电力场效应晶体管有3个端子：漏极D、源极S和栅极G。当漏极接
电源正，源极接电源负时，栅极和源极之间电压为0，沟道不导电，管子
处于截止。如果在栅极和源极之间加一正向电压UGS，并且使UGS大于或
等于管子的开启电压UT，则管子开通，在漏、源极间流过电流ID。UGS
超过UT越大，导电能力越强，漏极电流越大。
二、电力场效应管的静态特性和主要参数
PowerMOSFET静态特性主要指输出特性和转移特性，与静态特性对应
的主要参数有漏极击穿电压、漏极额定电压、漏极额定电流和栅极开启电
压等。1、静态特性（1）输出特性
输出特性即是漏极的伏安特性。特性曲线，如图2(b)所示。由图所见，输出特性分为截止、饱和与非饱和3个区域。这里饱和、非饱和的概
念与GTR不同。饱和是指漏极电流ID不随漏源电压UDS的增加而增加，
也就是基本保持不变；非饱和是指地UCS一定时，ID随UDS增加呈线性
关系变化。
（2）转移特性
转移特性表示漏极电流ID与栅源之间电压UGS的转移特性关系曲线，如图2(a)所示。转移特性可表示出器件的放大能力，并且是与GTR中的
电流增益β相似。由于PowerMOSFET是压控器件，因此用跨导这一参数
来表示。跨导定义为
图中UT为开启电压，只有当UGS=UT时才会出现导电沟道，产生漏极
电流ID。2、主要参数
（1）漏极击穿电压BUD
BUD是不使器件击穿的极限参数，它大于漏极电压额定值。BUD随结
温的升高而升高，这点正好与GTR和GTO相反。（2）漏极额定电压UDUD
是器件的标称额定值。（3）漏极电流ID和IDM
ID是漏极直流电流的额定参数；IDM是漏极脉冲电流幅值。
2
（4）栅极开启电压UT
UT又称阀值电压，是开通PowerMOSFET的栅-源电压，它为转移特性的特性曲线与横轴的交点。施加的栅源电压不能太大，否则将击穿器件。（5）跨导gm
gm是表征PowerMOSFET栅极控制能力的参数。
三、电力场效应管的动态特性和主要参数
1、动态特性
动态特性主要描述输入量与输出量之间的时间关系，它影响器件的开关过程。由于该器件为单极型，靠多数载流子导电，因此开关速度快、时间短，一般在纳秒数量级。PowerMOSFET的动态特性。如图3所示。
PowerMOSFET的动态特性用图3(a)电路测试。图中，up为矩形脉冲电压信号源；RS为信号源内阻；RG为栅极电阻；RL为漏极负载电阻；RF 用以检测漏极电流。
PowerMOSFET的开关过程波形，如图3(b)所示。
PowerMOSFET的开通过程：由于PowerMOSFET有输入电容，因此当脉冲电压up的上升沿到来时，输入电容有一个充电过程，栅极电压uGS按指数曲线上升。当uGS上升到开启电压UT时，开始形成导电沟道并出现漏极电流iD。从up前沿时刻到uGS=UT，且开始出现iD的时刻，这段时间称为开通延时时间td(on)。此后，iD随uGS的上升而上升，uGS从开
启电压UT上升到PowerMOSFET临近饱和区的栅极电压uGSP这段时间，称
为上升时间tr。这样PowerMOSFET的开通时间
ton=td(on)+tr
PowerMOSFET的关断过程：当up信号电压下降到0时，栅极输入电
容上储存的电荷通过电阻RS和RG放电，使栅极电压按指数曲线下降，当
下降到uGSP
3
继续下降，iD才开始减小，这段时间称为关断延时时间td(off)。此后，输入电容继续放电，uGS继续下降，iD也继续下降，到uGST
时导电沟道消失，iD=0，这段时间称为下降时间tf。这样PowerMOSFET
的关断时间
toff=td(off)+tf
从上述分析可知，要提高器件的开关速度，则必须减小开关时间。在
输入电容一定的情况下，可以通过降低驱动电路的内阻RS来加快开关速度。电力场效应管晶体管是压控器件，在静态时几乎不输入电流。但在开
关过程中，需要对输入电容进行充放电，故仍需要一定的驱动功率。工作
速度越快，需要的驱动功率越大。2、动态参数（1）极间电容PowerMOSFET的3个极之间分别存在极间电容CGS，CGD，CDS。通常
生产厂家提供的是漏源极断路时的输入电容CiSS、共源极输出电容CoSS、反向转移电容CrSS。它们之间的关系为
CiSS=CGS+CGDCoSS=CGD+CDSCrSS=CGD
前面提到的输入电容可近似地用CiSS来代替。（2）漏源电压上升率
器件的动态特性还受漏源电压上升率的限制，过高的du/dt可能导致
电路性能变差，甚至引起器件损坏。
四、电力场效应管的安全工作区
1、正向偏置安全工作区
正向偏置安全工作区，如图4所示。它是由最大漏源电压极限线I、
最大漏极电流极限线Ⅱ、漏源通态电阻线Ⅲ和最大功耗限制线Ⅳ，4条边
界极限所包围的区域。图中示出了4种情况：直流DC，脉宽10m，
1m,10μ。它与GTR安全工作区比有2个明显的区别：①因无二次击穿问题，所以不存在二次击穿功率PSB限制线；②因为它通态电阻较大，导通
功耗也较大，所以不仅受最大漏极电流的限制，而且还受通态电阻的限制。
2、开关安全工作区
开关安全工作区为器件工作的极限范围，如图5所示。它是由最大峰
值电流IDM、最小漏极击穿电压BUDS和最大结温TJM决定的，超出该区域，器件将损坏。
4
3、转换安全工作区
因电力场效应管工作频率高，经常处于转换过程中，而器件中又存在
寄生等效二极管，它影响到管子的转换问题。为限制寄生二极管的反向恢
复电荷的数值，有时还需定义转换安全工作区。
器件在实际应用中，安全工作区应留有一定的富裕度。
五、电力场效应管的驱动和保护
1、电力场效应管的驱动电路
电力场效应管是单极型压控器件，开关速度快。但存在极间电容，器
件功率越大，极间电容也越大。为提高其开关速度，要求驱动电路必须有
足够高的输出电压、较高的电压上升率、较小的输出电阻。另外，还需要
一定的栅极驱动电流。开通时，栅极电流可由下式计算：
IGon=CiSSuGS/tr=(GGS+CGD)uGS/tr(7)关断时，栅极电流由下式计算：IGoff=CGDuDS/tf(8)
式（7）是选取开通驱动元件的主要依据，式（8）是选取关断驱动元
件的主要依据。为了满足对电力场效应管驱动信号的要求，一般采用双电
源供电，其输出与器件之间可采用直接耦合或隔离器耦合。
电力场效应管的一种分立元件驱电路，如图6所示。电路由输入光电
隔离和信号放大两部分组成。当输入信号ui为0时，光电耦合器截止，
运算放大器A输出低电平，三极管V3导通，驱动电路约输出负20V驱动
电压，使电力场效应管关断。当输入信号ui为正时，光耦导通，运放A
输出高电平，三极管V2导通，驱动电路约输出正20V电压，使电力场效
应管开通。
MOSFET的集成驱动电路种类很多，下面简单介绍其中几种：
IR2130是美国生产的28引脚集成驱动电路，可以驱动电压不高于
600V电路中的MOSFET，内含过电流、过电压和欠电压等保护，输出可以
直接驱动6个MOSFET或IGBT。单电源供电，最大20V。广泛应用于三相MOSFET和IGBT的逆变器控制中。
5
IR2237/2137是美国生产的集成驱动电路，可以驱动600V及1200V
线路的MOSFET。其保护性能和抑制电磁干扰能力更强，并具有软启动功
能，采用三相栅极驱动器集成电路，能在线间短路及接地故障时，利用软
停机功能抑制短路造成过高峰值电压。利用非饱和检测技术，可以感应出
高端MOSFET和IGBT的短路状态。此外，内部的软停机功能，经过三相同
步处理，即使发生因短路引起的快速电流断开现象，也不会出现过高的瞬
变浪涌过电压，同时配有多种集成电路保护功能。当发生故障时，可以输
出故障信号。
TLP250是日本生产的双列直插8引脚集成驱动电路，内含一个光发
射二极管和一个集成光探测器，具有输入、输出隔离，开关时间短，输入
电流小、输出电流大等特点。适用于驱动MOSFET或IGBT。2、电力场效
应管的保护措施
电力场效应管的绝缘层易被击穿是它的致命弱点，栅源电压一般不得
超过±20V。因此，在应用时必须采用相应的保护措施。通常有以下几种：（1）防静电击穿
电力场效应管最大的优点是有极高的输入阻抗，因此在静电较强的场
合易被静电击穿。为此，应注意：
储存时，应放在具有屏蔽性能的容器中，取用时工作人员要通过腕带
良好接地；
在器件接入电路时，工作台和烙铁必须良好接地，且烙铁断电焊接；
测试器件时，仪器和工作台都必须良好接地。（2）防偶然性震荡损坏当输入电路某些参数不合适时，可能引志震荡而造成器件损坏。为此，可在栅极输入电路中串入电阻。（3）防栅极过电压
6
可在栅源之间并联电阻或约20V的稳压二极管。（4）防漏极过电流
由于过载或短路都会引起过大的电流冲击，超过IDM极限值，此时必须采用快速保护电路使用器件迅速断开主回路。
7
MOS晶体管 MOS晶体管的概念 金属-氧化层-半导体-场效晶体管，简称金氧半场效晶体管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET）是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管（field-effect transistor）。MOSFET依照其“通道”的极性不同，可分为n-type与p-type的MOSFET，通常又称为NMOSFET与PMOSFET，其他简称尚包括NMOS FET、PMOS FET、nMOSFET、pMOSFET等。这个名称前半部分说明了它的结构，后半部分说明了它的工作原理。从纵向看，MOS晶体管是由栅电极、栅绝缘层和半导体衬底构成的一个三明治结构；从水平方向看，MOS晶体管由源区、沟道区和漏区3个区域构成，沟道区和硅衬底相通，也叫做MOS 晶体管的体区。一个MOS晶体管有4个引出端：栅极、源极、漏极和体端即衬底。由于栅极通过二氧化硅绝缘层和其他区域隔离，MOS晶体管又叫做绝缘场效应晶体管。MOS晶体管还因为其温度稳定性好、集成化时工艺简单，而广泛用于大规模和超大规模集成电路中。 MOS管有N沟道和P沟道两类，但每一类又分为增强型和耗尽型两种，因此MOS管的四种类型为：N沟道增强型管、N沟道耗尽型管，P沟道增强型管和P沟道耗尽型管。凡栅-源电压U GS为零时漏极电流也为零的管子均属于增强型管，凡栅-源电压U GS为零时漏极电流不为零的管子均属于耗尽型管。MOS管构成的集成电路称为MOS集成电路，而P沟道增强型MOS管和N沟道增强型MOS管共同构成的互补型MOS集成电路即为CMOS-IC。 MOS器件基于表面感应的原理，是利用垂直的栅压V GS实现对水平I DS的控制。它是多子（多数载流子）器件。用跨导描述其放大能力。MOSFET晶体管的截面图如图1所示在图中，S＝Source，G=Gate,D=Drain。NMOS和PMOS在结构上完全相像，所不同的是衬底和源漏的 掺杂类型。简单地说，NMOS 是在P型硅的衬底上，通过选 择掺杂形成N型的掺杂区， 作为NMOS的源漏区；PMOS 是在N型硅的衬底上，通过 选择掺杂形成P型的掺杂区， 作为PMOS的源漏区。如图 所示，两块源漏掺杂区之间的
功率场效应晶体管(MOSFET)基本知识 功率场效应管(PowerMOSFET)也叫电力场效应晶体管，是一种单极型 的电压控制器件，不但有自关断能力,而且有驱动功率小,开关速度高、无 二次击穿、安全工作区宽等特点。由于其易于驱动和开关频率可高达 500kHz，特别适于高频化电力电子装置，如应用于DC/DC变换、开关电源、便携式电子设备、航空航天以及汽车等电子电器设备中。但因为其电流、 热容量小，耐压低，一般只适用于小功率电力电子装置。 一、电力场效应管的结构和工作原理 电力场效应晶体管种类和结构有许多种，按导电沟道可分为P沟道和 N沟道，同时又有耗尽型和增强型之分。在电力电子装置中，主要应用N 沟道增强型。 电力场效应晶体管导电机理与小功率绝缘栅MOS管相同，但结构有很 大区别。小功率绝缘栅MOS管是一次扩散形成的器件，导电沟道平行于芯 片表面，横向导电。电力场效应晶体管大多采用垂直导电结构，提高了器 件的耐电压和耐电流的能力。按垂直导电结构的不同，又可分为2种：V 形槽VVMOSFET和双扩散VDMOSFET。 电力场效应晶体管采用多单元集成结构，一个器件由成千上万个小的MOSFET组成。N沟道增强型双扩散电力场效应晶体管一个单元的部面图， 如图1(a)所示。电气符号，如图1(b)所示。 电力场效应晶体管有3个端子：漏极D、源极S和栅极G。当漏极接 电源正，源极接电源负时，栅极和源极之间电压为0，沟道不导电，管子 处于截止。如果在栅极和源极之间加一正向电压UGS，并且使UGS大于或
等于管子的开启电压UT，则管子开通，在漏、源极间流过电流ID。UGS 超过UT越大，导电能力越强，漏极电流越大。 二、电力场效应管的静态特性和主要参数 PowerMOSFET静态特性主要指输出特性和转移特性，与静态特性对应 的主要参数有漏极击穿电压、漏极额定电压、漏极额定电流和栅极开启电 压等。1、静态特性（1）输出特性 输出特性即是漏极的伏安特性。特性曲线，如图2(b)所示。由图所见，输出特性分为截止、饱和与非饱和3个区域。这里饱和、非饱和的概 念与GTR不同。饱和是指漏极电流ID不随漏源电压UDS的增加而增加， 也就是基本保持不变；非饱和是指地UCS一定时，ID随UDS增加呈线性 关系变化。 （2）转移特性 转移特性表示漏极电流ID与栅源之间电压UGS的转移特性关系曲线，如图2(a)所示。转移特性可表示出器件的放大能力，并且是与GTR中的 电流增益β相似。由于PowerMOSFET是压控器件，因此用跨导这一参数 来表示。跨导定义为 图中UT为开启电压，只有当UGS=UT时才会出现导电沟道，产生漏极 电流ID。2、主要参数 （1）漏极击穿电压BUD BUD是不使器件击穿的极限参数，它大于漏极电压额定值。BUD随结 温的升高而升高，这点正好与GTR和GTO相反。（2）漏极额定电压UDUD 是器件的标称额定值。（3）漏极电流ID和IDM
MOS管初级入门详解 功率场效应晶体管MOSFET 1.概述 MOSFET的原意是：MOS（MetalOxideSemiconductor金属氧化物半导体），FET （FieldEffectTransistor场效应晶体管），即以金属层（M）的栅极隔着氧化层（O）利用电场的效应来控制半导体（S）的场效应晶体管。功率场效应晶体管也分为结型和绝缘栅型,但通常主要指绝缘栅型中的MOS型（MetalOxideSemiconductorFET）,简称功率MOSFET （PowerMOSFET）。结型功率场效应晶体管一般称作静电感应晶体管（StaticInductionTransistor——SIT）。其特点是用栅极电压来控制漏极电流，驱动电路简单，需要的驱动功率小，开关速度快，工作频率高，热稳定性优于GTR，但其电流容量小，耐压低，一般只适用于功率不超过10kW的电力电子装置。 2.功率场效应晶体管MOSFET的结构和工作原理 功率MOSFET的种类：按导电沟道可分为P沟道和N沟道。按栅极电压幅值可分为；耗尽型；当栅极电压为零时漏源极之间就存在导电沟道，增强型；对于N（P）沟道器件，栅极电压大于（小于）零时才存在导电沟道，功率MOSFET主要是N沟道增强型。 2.1功率MOSFET的结构 功率MOSFET的内部结构和电气符号如图1所示；其导通时只有一种极性的载流子（多子）参与导电，是单极型晶体管。导电机理与小功率MOS管相同，但结构上有较大区别，小功率MOS管是横向导电器件，功率MOSFET大都采用垂直导电结构，又称为VMOSFET （VerticalMOSFET），大大提高了MOSFET器件的耐压和耐电流能力。 按垂直导电结构的差异，又分为利用V型槽实现垂直导电的VVMOSFET和具有垂直导电双扩散MOS结构的VDMOSFET（VerticalDouble-diffusedMOSFET），本文主要以VDMOS器件为例进行讨论。 功率MOSFET为多元集成结构，如国际整流器公司（InternationalRectifier）的HEXFET 采用了六边形单元；西门子公司（Siemens）的SIPMOSFET采用了正方形单元；摩托罗拉公司（Motorola）的TMOS采用了矩形单元按“品”字形排列。 2.2功率MOSFET的工作原理 截止：漏源极间加正电源，栅源极间电压为零。P基区与N漂移区之间形成的PN结J1反偏，漏源极之间无电流流过。 导电：在栅源极间加正电压UGS，栅极是绝缘的，所以不会有栅极电流流过。但栅极的正电压会将其下面P区中的空穴推开，而将P区中的少子—电子吸引到栅极下面的P区表面
场效应管的基础知识 英文名称：MOSFET（简写：MOS） 中文名称：功率场效应晶体管（简称：场效应管） 场效应晶体管简称场效应管，它是由半导体材料构成的。 与普通双极型相比，场效应管具有很多特点。 场效应管是一种单极型半导体（内部只有一种载流子—多子） 分四类： N沟通增强型；P沟通增强型； N沟通耗尽型；P沟通耗尽型。 增强型MOS管的特性曲线 场效应管有四个电极，栅极G、漏极D、源极S和衬底B，通常字内部将衬底B与源极S相连。 这样，场效应管在外型上是一个三端电路元件场效管是一种 压控电流源器件，即流入的漏极电流ID栅源电压UGS控制。 1、转移特性曲线： 应注意： ①转移特性曲线反映控制电压VGS与电流ID之间的关系。 ②当VGS很小时，ID基本为零，管子截止；当VGS大于某一个电压VTN时ID随VGS的变化而变化，VTN称为开启电压，约为2V。 ③无论是在VGS 2、输出特性曲线：输出特性是在给顶VGS的条件下，ID与VDS之间的关系。可分三个区域。 ①夹断区：VGS ②可变电阻区：VGS>VTN且VDS值较小。VGS值越大，则曲线越陡，D、S极之间的等效电阻RDS值就越小。 ③恒流区：VGS>VTN且VDS值较大。这时ID只取于VGS，而与VDS无关。 3、MOS管开关条件和特点：管型状态，N-MOS，P-MOS特点 截止VTN，RDS非常大，相当与开关断开 导通VGS≥VTN，VGS≤VTN，RON很小，相当于开关闭合 4、MOS场效应管的主要参数 ①直流参数 a、开启电压VTN，当VGS>UTN时，增强型NMOS管通道。 b、输入电阻RGS，一般RGS值为109～1012Ω高值 ②极限参数 最大漏极电流IDSM击穿电压V(RB)GS，V(RB)DS 最大允许耗散功率PDSM 5、场效应的电极判别 用R×1K挡，将黑表笔接管子的一个电极，用红表笔分别接另外两个电极，如两次测得的结果阻值都很小，则黑表笔所接的电极就是栅极(G)，另外两极为源(S)、漏(D)极，而且是N型沟场效应管。 在测量过程中，如出现阻值相差太大，可改换电极再测量，直到出现两阻值都很大或都小为止。 如果是P沟道场效应管，则将表笔改为红表笔，重复上述方法测量。 6、结型场效应管的性能测量 将万用表拨在R×1K或R×10K挡上，测P型沟道时，将红表笔接源极或漏极，黑表笔接栅极，测出的电阻值应很大，交换表笔测时，阻值应该很小，表明管子是好的。
MOS管的基本知识（转载）(来自百度壓力山大) 现在的高清、液晶、等离子电视机中开关电源部分除了采用了PFC技术外，在元器件上的开关管均采用性能优异的MOS管取代过去的大功率晶体三极管，使整机的效率、可靠性、故障率均大幅的下降。由于MOS管和大功率晶体三极管在结构、特性有着本质上的区别，在应用上；驱动电路也比晶体三极管复杂，致使维修人员对电路、故障的分析倍感困难，此文即针对这一问题，把MOS管及其应用电路作简单介绍，以满足维修人员需求。 一、什么是MOS管 MOS管的英文全称叫MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)，即金属氧化物半导体型场效应管，属于场效应管中的绝缘栅型。因此，MOS管有时被称为绝缘栅场效应管。在一般电子电路中，MOS管通常被用于放大电路或开关电路。 1、MOS管的构造； 在一块掺杂浓度较低的P型半导体硅衬底上，用半导体光刻、扩散工艺制作两个高掺杂浓度的N+区，并用金属铝引出两个电极，分别作为漏极D和源极S。然后在漏极和源极之间的P型半导体表面复盖一层很薄的二氧化硅（Si02）绝缘层膜，在再这个绝缘层膜上装上一个铝电极，作为栅极G。这就构成了一个N沟道（NPN 型）增强型MOS管。显然它的栅极和其它电极间是绝缘的。图1-1所示 A 、B 分别是它的结构图和代表符号。 同样用上述相同的方法在一块掺杂浓度较低的N型半导体硅衬底上，用半导体光刻、扩散工艺制作两个高掺杂浓度的P+区，及上述相同的栅极制作过程，就制成为一个P沟道（PNP型）增强型MOS管。图1-2所示A 、B分别是P沟道MOS 管道结构图和代表符号。 图1 -1-A
功率场效应晶体管(MOSFET)基本知识功率场效应管(Power MOSFET)也叫电力场效应晶体管，是一种单极型的电压控制器件，不但有自关断能力,而且有驱动功率小,开关速度高、无二次击穿、安全工作区宽等特点。由于其易于驱动和开关频率可高达500kHz，特别适于高频化电力电子装置，如应用于DC/DC变换、开关电源、便携式电子设备、航空航天以及汽车等电子电器设备中。但因为其电流、热容量小，耐压低，一般只适用于小功率电力电子装置。 一、电力场效应管的结构和工作原理 电力场效应晶体管种类和结构有许多种，按导电沟道可分为P沟道和N沟道，同时又有耗尽型和增强型之分。在电力电子装置中，主要应用N沟道增强型。 电力场效应晶体管导电机理与小功率绝缘栅MOS管相同，但结构有很大区别。小功率绝缘栅MOS管是一次扩散形成的器件，导电沟道平行于芯片表面，横向导电。电力场效应晶体管大多采用垂直导电结构，提高了器件的耐电压和耐电流的能力。按垂直导电结构的不同，又可分为2种：V形槽VVMOSFET和双扩散VDMOSFET。 电力场效应晶体管采用多单元集成结构，一个器件由成千上万个小的MOSFET组成。N沟道增强型双扩散电力场效应晶体管一个单元的部面图，如图1(a)所示。电气符号，如图1(b)所示。 电力场效应晶体管有3个端子：漏极D、源极S和栅极G。当漏极接电源正，源极接电源负时，栅极和源极之间电压为0，沟道不导电，管子处于截止。如果在栅极和源极之间加一正向电压UGS，并且使UGS大于或等于管子的开启电压UT，则管子开通，在漏、源极间流过电流ID。UGS超过UT越大，导电能力越强，漏极电流越大。 二、电力场效应管的静态特性和主要参数
功率场效应晶体管（MOSFET）的工作原理、特性及主要参 数 功率场效应晶体管（Power Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，MOSFET）。其特点是：属于电压型全控器件、栅极静态内阻极高（109Ω）、驱动功率很小、工作频率高、热稳定性好、无二次击穿、安全工作区宽等；但MOSFET的电流容量小、耐压低、功率不易做得过大，常用于中、小功率开关电路中。 MOSFET的结构和工作原理 1.MOSFET的结构 MOSFET和小功率MOS管导电机理相同，但在结构上有较大的区别。小功率MOS管是一次扩散形成的器件，其栅极G、源极S和漏极D在芯片的同一侧。而MOSFET主要采用立式结构，其3个外引电极与小功率MOS管相同，为栅极G、源极S和漏极D，但不在芯片的同一侧。MOSFET的导电沟道分为N沟道和P沟道，栅偏压为零时漏源极之间就存在导电沟道的称为耗尽型，栅偏压大于零（N沟道）才存在导电沟道的称为增强型。 MOSFET的电气符号如图1所示，图1（a）表示N沟道MOSFET，电子流出源极；图1（b）表示P沟道MOSFET，空穴流出源极。 从结构上看，MOSFET还含有一个由S极下的P区和D极下的N区形成的寄生二极管，该寄生二极管的阳极和阴极就是MOSFET的S极和D极，它是与MOSFET不可分割的整体，使MOSFET无反向阻断能力。图1中所示的虚线部分为寄生二极管。
图1 MOSFET的电气符号 2.MOSFET的工作原理 （1）当栅源电压uGS=0时，栅极下的P型区表面呈现空穴堆积状态，不可能出现反型层，无法沟通漏源极。此时，即使在漏源极之间施加电压，MOS管也不会导通。MOSFET结构示意图如图2（a）所示。 图2 MOSFET结构示意图 （2）当栅源电压uGS＞0且不够充分时，栅极下面的P型区表面呈现耗尽状态，还是无法沟通漏源极，此时MOS管仍保持关断状态，如图2（b）所示。 （3）当栅源电压uGS达到或超过一定值时，栅极下面的硅表面从P
功率场效应晶体管(MOSFET基本知识 功率场效应管(Power MOSFET)也叫电力场效应晶体管，是一种单极型的电压控制器件，不但有自关断能力，而且有驱动功率小，开关速度高、无二次击穿、安全工作区宽等特点。由于其易于驱动和开关频率可咼达500kHz，特别适于咼频化电力电子装置，如应用于DC/DC变换、开关电源、便携式电子设备、航空航天以及汽车等电子电器设备中。但因为其电流、热容量小，耐压低，一般只适用于小功率电力电子装置。 一、电力场效应管的结构和工作原理 电力场效应晶体管种类和结构有许多种，按导电沟道可分为P沟道和N沟道，同时又有耗尽型和增强型之分。在电力电子装置中，主要应用N沟道增强型。 电力场效应晶体管导电机理与小功率绝缘栅MOS管相同，但结构有很大区 别。小功率绝缘栅MOS管是一次扩散形成的器件，导电沟道平行于芯片表面，横向导电。电力场效应晶体管大多采用垂直导电结构，提高了器件的耐电压和耐电流的能力。按垂直导电结构的不同，又可分为2种：V形槽VVMOSFET和双扩散VDMOSFET。 电力场效应晶体管采用多单元集成结构，一个器件由成千上万个小的MOSFET 组成。N沟道增强型双扩散电力场效应晶体管一个单元的部面图，如图1(a)所示。电气符号，如图1(b)所示。 r # / (b)电吒粹号 图I Power MOSFET的结构和电气符号 电力场效应晶体管有3个端子：漏极D、源极S和栅极G。当漏极接电源正, 源极接电源负时，栅极和源极之间电压为0，沟道不导电，管子处于截止。如果在栅极和源极之间加一正向电压UGS，并且使UGS大于或等于管子的开启电压UT，贝U 管子开通，在漏、源极间流过电流ID。UGS超过UT越大，导电能力越强，漏极电流越大。 二、电力场效应管的静态特性和主要参数
MOSFET场效应晶体管的基础知识介绍 MOSFET（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）也叫金属氧化物半导体场效应晶体管，简称MOS管，是一种场效应管。MOSFET成为当前最广泛应用的半导体器件，广泛应用于各种电子设备中，包括电源、电脑、电视等。 MOSFET场效应晶体管的结构 MOSFET场效应晶体管基本上构成有源区(source)、漏区(drain)和栅区(gate)三部分。在N沟道MOSFET中，一个P型衬底(substrate)上，N型沉积形成源区和漏区，其间沉积绝缘材料（通常是氧化硅）形成栅极。通过改变栅极的电压来改变沟道中的载流子浓度，从而改变源漏间的电导。
MOSFET场效应晶体管工作原理 在N沟道MOSFET中，当栅极电压(Vgs)高于阈值电压(Vth)时，会在源和漏之间形成一个N型导电沟道。在这种情况下，沟道上的电子可以自由的由源极流向漏极，整个器件则由阻断状态变为导通状态。当源漏电压足够大时，即使增加栅压，也不再增加源漏电流，此时MOSFET处于饱和状态。 MOSFET场效应晶体管分类 按沟道材料型和绝缘栅型各分N沟道和P沟道两种;按导电方式：MOS管又分耗尽型与增强型，所以MOS场效应晶体管分为N沟耗尽型和增强型;P沟耗尽型和增强型四大类：N沟道消耗型、N沟道增强型、
P沟道消耗型、 P沟道增强型。 MOSFET场效应晶体管主要特性 ●高输入阻抗：MOS管栅电极和源漏区之间有绝缘层，只有微弱的 栅电流，所以MOSFET的输入阻抗很高，接近于无穷大。 ●低输出阻抗：由于MOSFET是电压控制器件，其源漏间电流可随输 入电压的改变而改变，所以其输出阻抗很小。 ●恒流性：MOSFET在饱和区工作时，即使源漏电压有所变化，其电 流也几乎不变，因此MOSFET具有很好的恒流性。 MOSFET的应用 ●开关电路：由于MOSFET具有开关速度快、功耗小、驱动电压低等 特性，因此在开关电路中有广泛应用，尤其在高频开关电源中使用。 ●模拟电路：例如在运算放大器中，MOSFET的高输入阻抗有利于提 高运放的输入阻抗。 数字电路：在具有高集成度的数字逻辑电路、微处理器、存储芯片等中，均广泛使用了MOSFET。 以上是对于MOSFET基本知识的一个初步介绍，MOSFET是一个深度而
MOSFET的基本原理 MOSFET是金属-氧化物-半导体场效应晶体管（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor）的简称，是一种主要用作放 大器和开关的半导体器件。它通过改变栅极电势来控制电流流经源和漏极 之间的路径。MOSFET的基本原理涉及其物理结构、工作原理和关键参数。 首先，MOSFET的物理结构包括源极、漏极、栅极和绝缘层等部分。 源极和漏极之间有一段半导体材料，被称为沟道。沟道的导电性可以被栅 极电势控制。在沟道上覆盖了一层绝缘层，通常是二氧化硅。绝缘层上覆 盖了一个金属栅极，它与沟道之间的绝缘层形成了金属-绝缘体-半导体结构。 其次，MOSFET的工作原理基于栅极电势对沟道的控制。当栅极电压 低于临界电压时，沟道中的电子无法受到栅极场效应的控制，导致沟道完 全截断。这种情况下，MOSFET处于关闭状态，没有电流流过源漏极。 当栅极电压高于临界电压时，栅电场会吸引并聚集在沟道区域的异性 载流子（电子或空穴），形成导电通道。这种情况下，MOSFET处于导通 状态，允许电流从源极流向漏极。 MOSFET的关键参数包括栅氧化层厚度、绝缘层与沟道之间的电容、 漏电流、漏极电流饱和区的转导、栅极电流以及漏极电流与栅极电势的关 系等。栅氧化层厚度决定了栅极与沟道之间的耦合强度。绝缘层与沟道之 间的电容决定了栅极电势对沟道的控制效果。 漏电流指的是栅极电势变化时通过绝缘层漏到漏极的电流。转导则是 漏极电流与栅极电压之间的关系，用于衡量MOSFET的放大功能。栅极电
流是指MOSFET处于导通状态时从栅极流出或流入的电流。漏极电流与栅极电势之间的关系用于描述MOSFET开关的特性。 最后，MOSFET的应用十分广泛。在放大器方面，MOSFET可以作为电压放大器、电流放大器和功率放大器。在开关方面，MOSFET可以用于开关电源、逻辑电路、计算机内存和各种数字电路。由于MOSFET具有高输入电阻、低功耗、高可靠性和体积小的特点，因此被广泛应用于集成电路和微电子器件中。 总结起来，MOSFET的基本原理涉及其物理结构、工作原理和关键参数。它通过改变栅极电势来控制电流流经源和漏极之间的路径。MOSFET 在电子领域的广泛应用使其成为现代电子设备中不可或缺的器件。
mosfet知识点 MOSFET知识点 一、概述 金属-氧化物-半导体场效应晶体管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，简称MOSFET）是一种常见的电子器件，广泛应用于电子电路中。它是一种三端器件，包括栅极（Gate）、漏极（Drain）和源极（Source），栅极处有一层绝缘层，分为N型和P型两种。MOSFET具有高输入阻抗、低功耗和高可靠性等特点，在现代电子技术中占据重要地位。 二、工作原理 MOSFET的工作原理是通过改变栅极电压来控制漏极到源极的电流。当栅极电压为零时，绝缘层中没有形成导电通道，漏极和源极之间没有电流流动，MOSFET处于关闭状态。当栅极电压为正值时，形成正向偏置，使得绝缘层下形成正电荷，导致漏极和源极之间产生电流，MOSFET处于开启状态。 三、MOSFET的分类 根据绝缘层的类型，MOSFET可以分为两种基本类型：N沟道型（n-channel）和P沟道型（p-channel）。N沟道型MOSFET的绝缘层为P型，导电通道为N型；P沟道型MOSFET的绝缘层为N型，导电通道为P型。两种类型的MOSFET在工作原理上相似，
但有些参数和特性略有不同。 四、主要特性 1. 开关特性：MOSFET具有良好的开关特性，能够在高频率下快速切换，适用于数字电路和功率放大电路。 2. 高输入阻抗：MOSFET的栅极电流非常小，因此具有高输入阻抗，可以减少功耗和电路负载。 3. 低漏电流：MOSFET的漏电流很小，可以减少功耗和热耗散。 4. 低电压操作：MOSFET可以在低电压下工作，适用于低功耗电路和便携式设备。 5. 大功率承受能力：MOSFET能够承受较大的功率，适用于功率放大电路和开关电源等高功率应用。 五、应用领域 1. 数字电路：MOSFET可以作为逻辑门、触发器和存储器等数字电路的关键元件，用于实现逻辑运算和数据存储。 2. 模拟电路：MOSFET可以作为放大器、滤波器和振荡器等模拟电路的核心部件，用于信号放大和处理。 3. 电源管理：MOSFET可以作为开关电源的关键元件，用于调节电压和电流，提高电能转换效率。 4. 通信系统：MOSFET可以作为射频功率放大器、混频器和频率合成器等通信系统的关键部件，用于增强信号传输和处理能力。 5. 汽车电子：MOSFET可以应用于汽车电子系统中，包括电动汽车、
功率mosfet工作原理 功率MOSFET是一种常用的功率半导体器件，广泛应用于各种电子电路中，如功率放大、开关和调节等。在理解功率MOSFET的工作原理之前，首先要了解MOSFET的基本结构和工作原理。MOSFET是金属-氧化物-半导体场效应晶体管的简称，它由金属栅极、绝缘层和半导体基片组成。当在MOSFET的栅极上施加一定电压时，栅极与基片之间的电场会改变半导体中的载流子浓度，从而控制了栅极与漏极之间的电流流动。功率MOSFET相比一般的MOSFET具有更大的尺寸和承受更高电压、电流的能力，适用于功率电子器件领域。 功率MOSFET的工作原理可以简单描述为：当栅极与源极之间施加一定电压时，形成了电场，使得栅极下方的PN结区域形成反型耗尽层。当栅极电压足够大时，反型耗尽层会延伸至漏极，形成导通通道，电流开始流动。此时，功率MOSFET处于导通状态。当栅极电压减小或为零时，反型耗尽层消失，MOSFET处于截止状态，电流停止流动。 功率MOSFET的主要特点包括低导通电阻、高输入电阻、快速开关速度和良好的线性特性。这使得功率MOSFET在大功率电路中得到广泛应用，如电源开关、电机驱动、逆变器等领域。 功率MOSFET的工作原理与一般MOSFET相似，但由于其承受更高
的电压和电流，因此在设计电路时需要考虑更多的因素，如散热、阻抗匹配等。此外，功率MOSFET的开关特性也需要精确控制，以确保电路的稳定性和可靠性。 总的来说，功率MOSFET是一种重要的功率半导体器件，具有优良的性能和广泛的应用前景。通过深入了解功率MOSFET的工作原理，可以更好地应用于电子电路设计中，实现更高效、更稳定的功率控制。
MOSFET的参数讲解 MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）是一种基本的半导体开关装置，常用于电子器件中的功率放大和开关电路。MOSFET有许多参数来描述其性能和特性。在本文中，我们将详细介绍MOSFET的一些重要参数及其意义。 1. 阈值电压（Threshold Voltage）：阈值电压是指在MOSFET中没有输入信号时，控制栅极电压和漏极电流之间的临界电压。该参数决定了MOSFET的开启和关闭状态。具有较高阈值电压的MOSFET需要更高的输入电压才能打开。 2. 漏极电流（Drain Current）：漏极电流是指从漏极流出的电流，也称为输出电流。漏极电流决定了MOSFET的工作状态和放大能力。较大的漏极电流表示更高的放大能力。 3. 饱和漏极电流（Saturation Drain Current）：在MOSFET中，饱和漏极电流是在达到饱和状态下的最大漏极电流。在饱和状态下，MOSFET 的漏极电流几乎不受栅极电压的影响，只受源极结-漏极结的电压控制。 4. 开启电压（Turn-On Voltage）：开启电压是指MOSFET开始导通的电压。当栅极电压高于开启电压时，MOSFET进入导通状态。 5. 关断电压（Turn-Off Voltage）：关断电压是指MOSFET停止导通的电压。当栅极电压低于关断电压时，MOSFET处于关闭状态。 6. 输出电容（Output Capacitance）：输出电容是指MOSFET的漏极电极和栅极之间的电容。该电容存储电荷，并且会影响MOSFET的开关速度和频率响应。
7. 输入电容（Input Capacitance）：输入电容是指MOSFET的栅极电极和源极之间的电容。输入电容影响着MOSFET的输入电流和输入电压之间的关系。 8. 电流增益（Transconductance）：电流增益是指MOSFET输出电流与输入电压之间的转化关系。电流增益越高，MOSFET的放大能力越强。 9. 效应迁移率（Mobility）：效应迁移率是指载流子在半导体中移动的能力。较高的效应迁移率意味着载流子更容易移动，从而改善MOSFET的导电性能。 10. 电子迁移长度（Channel Length Modulation）：电子迁移长度是指MOSFET中通道长度对漏极电流的影响。通常，较短的通道长度会导致较大的电子迁移长度，从而增加漏极电流。 11. 耗散功率（Power Dissipation）：耗散功率是指MOSFET在正常工作状态下消耗的功率。耗散功率与MOSFET的电流和电压有关，需要合理控制以避免过热和损坏。 12. 温度系数（Temperature Coefficient）：温度系数是指MOSFET 性能参数随温度变化的趋势。了解温度系数可以帮助我们理解MOSFET的稳定性和可靠性。 以上是一些常见的MOSFET参数及其意义。不同类型的MOSFET具有不同的参数范围和性能特点。了解这些参数对于正确选择和设计电子装置非常重要。
MOSFET基础知识介绍 引言： MOSFET（金属-氧化物-半导体场效应晶体管，Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）是一种常见的场效应晶体管，广泛应用于电子设备中的功率放大、开关控制等功能。本文将介绍MOSFET的基本原理、结构、工作方式以及应用领域等内容。 一、基本原理 MOSFET是一种基于半导体材料的三层结构的晶体管，由金属、氧化 物和半导体三部分组成。它的基本原理是通过控制栅极上施加的电压来控 制源极与漏极之间的导电通道的开闭。当栅极电压增加时，导电通道打开，电流流过；当栅极电压减小时，导电通道关闭，电流不流过。 二、结构 三、工作方式 1.N沟道型MOSFET：基底是P型材料，导电通道是N型材料。当栅极 电压高于阈值电压时，N沟道型MOSFET导电；当栅极电压低于阈值电压时，导电通道关闭。 2.P沟道型MOSFET：基底是N型材料，导电通道是P型材料。当栅极 电压低于阈值电压时，P沟道型MOSFET导电；当栅极电压高于阈值电压时，导电通道关闭。 四、应用领域 1.低功耗特性：与其他晶体管相比，MOSFET在开关过程中的功耗较低，可降低电子设备的能耗。
2.高频性能：MOSFET具有良好的高频响应能力，适用于高频放大电路、射频发射电路等。 3.大功率放大：MOSFET可以承受更大的功率输出，适用于功率放大 电路、功率开关等。 4.可变电阻：MOSFET可以被用作可变电阻，用于模拟电路中的电阻 调节。 5.逻辑电路：MOSFET可以用于数字逻辑电路中，实现与门、或门、 非门等逻辑功能。 在现代电子设备中，MOSFET已经成为替代传统BJT（双极晶体管）的 主要晶体管。它具有体积小、响应速度快、功耗低等优点，被广泛应用于 集成电路、通信设备、计算机硬件等领域。 总结： 本文对MOSFET的基本原理、结构、工作方式和应用领域进行了介绍。我们了解到，MOSFET是一种利用控制栅极电压来控制导电通道开闭的晶 体管。它广泛应用于电子设备中的功率放大、开关控制、数字逻辑电路等 功能。未来，随着电子技术的发展，MOSFET将继续发挥重要作用，并可 能进一步改进和创新，以满足不断增长的市场需求。
MOSFET介绍解读 MOSFET（金属-氧化物半导体场效应晶体管）是一种常用的场效应晶体管，是现代电子设备中的重要组成部分。它具有高速开关速度、低功耗和较低的驱动电压等优势，广泛用于各种集成电路和功率电子应用中。本文将对MOSFET进行介绍和解读。 MOSFET是一种三端器件，包括源极(S)、漏极(D)和栅极(G)。它是由P型或N型半导体基片、氧化层和金属电极组成。栅极下方通过氧化层与基片隔离，形成栅氧化物层，从而实现对栅极与基片之间的电荷的控制。 MOSFET的工作原理是通过调节栅极电场来控制漏极和源极之间的电流。当MOSFET的栅极电压低于阈值电压时，它处于截止状态，漏极和源极之间的电阻很大，几乎没有电流通过。当栅极电压高于阈值电压时，MOSFET处于开启状态，可以通过控制栅极电压来控制漏极和源极之间的电流大小。此特性使得MOSFET成为理想的开关器件。 此外，MOSFET还具有较低的驱动电压要求。由于栅极控制电路的电流很小，MOSFET可以通过低电压驱动，减少功耗和成本。这也为集成电路提供了更多的设计灵活性。 然而，MOSFET也存在一些局限性和挑战。首先，栅极电荷的建立和移除需要一定的时间，导致MOSFET的开关速度受到限制。其次，MOSFET 的工作温度范围较窄，而且对温度的敏感性较高。另外，MOSFET在高电压应用中也存在一些问题，如漏电和击穿等。 为了克服这些挑战，研究人员和工程师不断改进MOSFET的设计和制造工艺。例如，引入新的材料和结构可以提高MOSFET的开关速度和功率
密度。而采用新的封装和散热技术可以提高MOSFET的功率处理能力和热稳定性。 总的来说，MOSFET是一种重要的半导体器件，具有许多优点，如低功耗、高速开关速度和较低的驱动电压要求。它在各种领域的应用广泛，包括集成电路、功率电子、射频和通信等。通过不断的研究和创新，MOSFET的性能将进一步得到改善，为我们的现代电子设备提供更高效、更可靠的解决方案。
功率场效应晶体管原理 功率MOSFET与普通MOSFET的最大区别在于其设计和制造可以承受更高的电压和电流负载。其基本的结构包括源极(S)，漏极(D)和栅极(G)。源极和漏极之间的电流是MOSFET的输出电流，而栅极和源极之间的电压控制源漏电流的大小。 MOSFET工作在三种主要工作区域：截止区、线性放大区和饱和区。在截止区，栅极电压低于阈值电压，MOSFET处于关闭状态，源漏电流非常小。在饱和区，栅极电压超过阈值电压，栅极电压和源极电压之差决定了源漏电流的大小。在线性放大区，栅极电压介于阈值电压和源极电压之间，此时源漏电流与栅极电压之间存在线性关系。 功率MOSFET的主要特点是其高输入阻抗和快速的开关速度，这使得它可以在高频率下工作。其高输入阻抗可以减少功率消耗，同时提高电路的灵敏度和稳定性。功率MOSFET还具有低开关损耗、低噪声、低电压驱动和较高的有源功率效率等特点，使得它成为高效能源的理想选择。 功率MOSFET的栅极结构通常采用金属栅极，其底栅氧化物薄膜上有一层薄的金属栅极，在氧化物上面涂有一层薄的金属保护层，用来保护栅极免受环境中的损害。金属栅极能够提供更好的电流传导，有助于提高开关速度和功率特性。 在实际应用中，功率MOSFET常常工作在开关模式下。当栅极电压高于阈值电压时，MOSFET处于导通状态，通常称为开关开启。这时，源极和漏极之间的电流大幅增加，MOSFET将承担电路的负载。当栅极电压低于阈值电压时，MOSFET处于关闭状态，通常称为开关关闭。这时，源极和漏极之间的电流非常小，MOSFET不再承担负载。
功率MOSFET主要有N沟道型和P沟道型两种类型。在N沟道型中，源漏电流由负电压控制，栅极与源极之间施加正电压，MOSFET导通。在P 沟道型中，源漏电流由正电压控制，栅极与源极之间施加负电压，MOSFET 导通。根据具体需求，选择合适的MOSFET类型来满足电路要求。 总而言之，功率场效应晶体管(MOSFET)是一种非常重要的电子器件，广泛应用于各类电子设备。它的工作原理简单可靠，能够实现高频率和高功率的放大以及开关功能。功率MOSFET具有高输入阻抗、快速的开关速度、低损耗、低噪声和高效能源等优点，是现代电子技术中不可或缺的器件之一
MOSFET的基本原理 MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）是一种常见的场效应晶体管，由金属-绝缘体-半导体构成。它是现代电子技术中最重要的器件之一，被广泛应用于各种电子设备中。 MOSFET的基本原理是通过控制门电压来控制其在源极和漏极之间的电流。它的工作方式是基于场效应。在MOSFET中，有一层非导电的绝缘层（氧化物）将金属门极与半导体材料隔离开来。当给门极施加电压时，电场会形成在绝缘层和半导体材料之间，这会改变材料中的电荷分布。 首先，我们来看N沟道型MOSFET。当未加电压时，源、漏和基底之间没有形成导电通道。当正向偏置（V_DS）施加到源-漏间时，电子会从源极流向漏极。如果不施加电压到门极，那么绝缘层会阻挡源极和漏极间的电场，从而阻止电流流动。然而，当给门极施加正电压时，电子会被门极电场吸引，形成一个导电通道，电流就能够从源极流向漏极。此时，MOSFET处于导通状态。 与之相反，P沟道型MOSFET的工作原理与N沟道型相似，只是材料和电荷的类型不同。在P沟道型MOSFET中，当未加电压时，源、漏和基底之间有一个形成的导电通道。当反向偏置（V_DS）施加到源-漏间时，少数载流子（空穴）从源极流向漏极。与N沟道型MOSFET类似，当给门极施加负电压时，空穴会被门极电场吸引，形成一个导电通道，电流就能够从源极流向漏极。 总之，MOSFET是一种基于场效应的晶体管，通过控制门电压来控制电流流动。它的基本工作原理是通过在金属-绝缘体-半导体三层结构中形
成电场来改变电荷分布。MOSFET具有低功耗、高增益、高速、小尺寸和可靠性高等优点，被广泛应用于各种电子设备中。
mosfet基本结构 MOSFET基本结构 MOSFET（金属-氧化物-半导体场效应晶体管）是一种常用的半导体器件，广泛应用于电子设备中。它通过控制电子在半导体材料中的流动来实现电流的放大和开关操作。MOSFET的基本结构由金属-氧化物-半导体组成，以下将详细介绍其结构和工作原理。 1. 金属-氧化物-半导体结构 MOSFET的基本结构由三个主要部分组成：源极（Source）、漏极（Drain）和栅极（Gate）。在半导体材料上的栅极之下，有一层非导电的氧化物层，如二氧化硅（SiO2），将栅极与半导体材料隔离开来。在氧化物层之上，覆盖有金属电极，即栅极。 2. 栅氧化物层 氧化物层的主要作用是隔离栅极和半导体材料，防止电流从栅极流入或流出。氧化物层通常使用二氧化硅，因为它有良好的绝缘性能。氧化物层的厚度和质量对MOSFET的性能影响很大。 3. N型和P型半导体 在MOSFET的源极和漏极之间，有一段被称为通道的区域。通道可以是N型或P型半导体材料。当通道为N型时，源极和漏极为P 型，形成PN结。当通道为P型时，源极和漏极为N型，形成NP 结。MOSFET的工作原理和特性将根据通道的类型有所不同。
4. 栅极控制 MOSFET的工作原理基于栅极对通道电荷的控制。通过在栅极施加电压，可以改变通道中的电荷密度，从而控制电流的流动。当栅极电压为正时，N型通道中的自由电子会被吸引到栅极附近，形成一个电子通道，使电流从源极流向漏极。当栅极电压为负时，N型通道中的自由电子会被排斥，通道关闭，电流无法通过。 5. MOSFET的工作模式 MOSFET有三种工作模式：截止区（Cut-off）、线性区（Linear）和饱和区（Saturation）。在截止区，MOSFET完全关闭，没有电流通过。在线性区，MOSFET的通道电流与栅极电压成正比。在饱和区，MOSFET的通道电流几乎不受栅极电压的影响。 6. MOSFET的应用 由于MOSFET具有高速开关和低功耗的特性，被广泛应用于各种电子设备中。它在集成电路中作为开关或放大器使用，用于控制信号的处理和放大。MOSFET还可用于功率放大器、逆变器、电源管理和无线通信等领域。 总结： MOSFET的基本结构由金属-氧化物-半导体组成，通过控制栅极电压来控制通道中的电荷密度，从而实现电流的放大和开关操作。MOSFET的工作模式包括截止区、线性区和饱和区，适用于不同的
Principle of MOSFET 功率场效应管(Power MOSFET)也叫电力场效应晶体管，是一种单极型的电压控制器件，不但有自关断能力,而且有驱动功率小,开关速度高、无二次击穿、平安工作区宽等特点。由于其易于驱动和开关频率可高达500kHz，特别适于高频化电力电子装置，如应用于DC/DC变换、开关电源、便携式电子设备、航空航天以及汽车等电子电器设备中。但因为其电流、热容量小，耐压低，一般只适用于小功率电力电子装置。 一、电力场效应管的结构和工作原理 电力场效应晶体管种类和结构有许多种，按导电沟道可分为P沟道和N沟道，同时又有耗尽型和增强型之分。在电力电子装置中，主要应用N沟道增强型。 电力场效应晶体管导电机理与小功率绝缘栅MOS管相同，但结构有很大区别。小功率绝缘栅MOS管是一次扩散形成的器件，导电沟道平行于芯片外表，横向导电。电力场效应晶体管大多采用垂直导电结构，提高了器件的耐电压和耐电流的能力。按垂直导电结构的不同，又可分为2种：V形槽VVMOSFET和双扩散VDMOSFET。 电力场效应晶体管采用多单元集成结构，一个器件由成千上万个小的MOSFET组成。N沟道增强型双扩散电力场效应晶体管一个单元的部面图，如图1(a)所示。电气符号，如图1(b)所示。
电力场效应晶体管有3个端子：漏极D、源极S和栅极G。当漏极接电源正，源极接电源负时，栅极和源极之间电压为0，沟道不导电，管子处于截止。如果在栅极和源极之间加一正向电压U GS，并且使U GS大于或等于管子的开启电压U T，那么管子开通，在漏、源极间流过电流I D。U GS超过U T越大，导电能力越强，漏极电流越大。二、电力场效应管的静态特性和主要参数 Power MOSFET静态特性主要指输出特性和转移特性，与静态特性对应的主要参数有漏极击穿电压、漏极额定电压、漏极额定电流和栅极开启电压等。{{分页}} 1、静态特性 〔1〕输出特性 输出特性即是漏极的伏安特性。特性曲线，如图2(b)所示。由图所见，输出特性分为截止、饱和与非饱和3个区域。这里饱和、非饱和的概念与GTR不同。饱和是指漏极电流I D不随漏源电压U DS的增加而增加，也就是根本保持不变；非饱和是指地U CS 一定时，I D随U DS增加呈线性关系变化。 〔2〕转移特性