场效应管及MOS模拟集成电路基础

场效应管的基础学问英文名称：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。

与一般双极型相比，场效应管具有许多特点。

场效应管是一种单极型半导体（内部只有一种载流子一多子）分四类：N沟通增加型；P沟通增加型;N沟通耗尽型；P沟通耗尽型。

增加型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掌握。

1、转移特性曲线:应留意：①转移特性曲线反映掌握电压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2V0③无论是在VGS2、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：VGS②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特别大，相当与开关断开导通VGS2VTN , 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，增加型NMOS管通道。

b、输入电阻RGS , 一般RGS值为109〜1012。

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PDSM5、场效应的电极判别用RxlK挡，将黑表笔接管子的一个电极，用红表笔分别接此外两个电极，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),此外两极为源(S)、漏(D)极，而且是N型沟场效应管。

mos管或电路MOS管，即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，常用于集成电路中。

MOS管的工作原理是通过调节栅极电压来控制导通沟道的电阻，从而实现信号的放大、开关和放大等功能。

下面将详细介绍MOS管的结构、工作原理和应用。

MOS管的结构包括源极、漏极和栅极三个部分。

源极和漏极之间通过氧化物绝缘层隔开，栅极则通过栅极氧化层与沟道相隔开。

当在栅极上加上正电压时，栅极下方的沟道会形成导通通道，从而使源极和漏极之间产生导通。

当栅极上的电压变化时，沟道的导电性也会相应变化，实现对电流的调节。

MOS管的工作原理是基于场效应的调控。

栅极上的电压改变了栅极下方的场强，从而改变了沟道的导电性。

当栅极电压为正时，沟道导通，电流从源极流向漏极，此时MOS管处于导通状态。

而当栅极电压为零或负时，沟道的导电性减弱或消失，电流无法通过，MOS管处于截止状态。

通过调节栅极电压，可以实现对电流的精确控制，从而实现放大、开关和放大等功能。

MOS管在集成电路中有着广泛的应用。

作为场效应晶体管的一种，MOS管可以用于数字电路、模拟电路和混合电路中。

在数字电路中，MOS管可用作开关，实现逻辑门的功能；在模拟电路中，MOS管可用作放大器，实现信号的放大和处理；在混合电路中，MOS管既可以用于数字信号处理，又可以用于模拟信号处理，实现电路的多功能集成。

总的来说，MOS管作为一种常用的半导体器件，具有结构简单、工作稳定和应用广泛的特点。

通过对栅极电压的调节，可以实现对电流的精确控制，从而实现各种电路功能的实现。

在未来的发展中，MOS管将继续发挥重要作用，推动集成电路的不断进步。

模拟电子技术复习资料总结第一章半导体二极管一.半导体的基础知识1.半导体---导电能力介于导体和绝缘体之间的物质(如硅Si、锗Ge)。

2.特性---光敏、热敏和掺杂特性。

3.本征半导体----纯净的具有单晶体结构的半导体。

4. 两种载流子----带有正、负电荷的可移动的空穴和电子统称为载流子。

5.杂质半导体----在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。

体现的是半导体的掺杂特性。

*P型半导体:在本征半导体中掺入微量的三价元素（多子是空穴，少子是电子）。

*N型半导体: 在本征半导体中掺入微量的五价元素（多子是电子，少子是空穴）。

6. 杂质半导体的特性*载流子的浓度---多子浓度决定于杂质浓度，少子浓度与温度有关。

*体电阻---通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。

*转型---通过改变掺杂浓度，一种杂质半导体可以改型为另外一种杂质半导体。

7. PN结* PN结的接触电位差---硅材料约为0.6~0.8V，锗材料约为0.2~0.3V。

* PN结的单向导电性---正偏导通，反偏截止。

8. PN结的伏安特性二. 半导体二极管*单向导电性------正向导通，反向截止。

*二极管伏安特性----同ＰＮ结。

*正向导通压降------硅管0.6~0.7V，锗管0.2~0.3V。

*死区电压------硅管0.5V，锗管0.1V。

3.分析方法------将二极管断开，分析二极管两端电位的高低:若 V阳 >V阴( 正偏 )，二极管导通(短路);若 V阳 <V阴( 反偏 )，二极管截止(开路)。

1）图解分析法该式与伏安特性曲线的交点叫静态工作点Q。

2) 等效电路法➢直流等效电路法*总的解题手段----将二极管断开，分析二极管两端电位的高低:若 V阳 >V阴( 正偏 )，二极管导通(短路);若 V阳 <V阴( 反偏 )，二极管截止(开路)。

*三种模型➢微变等效电路法三. 稳压二极管及其稳压电路*稳压二极管的特性---正常工作时处在PN结的反向击穿区，所以稳压二极管在电路中要反向连接。

MOS管的基础知识什么是场效应管呢？场效应管式是利用输入回路的电场效应来控制输出回路电流的一种半导体器件，并以此命名。

由于它是靠半导体中的多数载流子导电，又称单极性晶体管。

它区别晶体管，晶体管是利用基极的小电流可以控制大的集电极电流。

又称双极性晶体管。

一，MOS管的种类，符号。

1JFET结型场效应管----利用PN结反向电压对耗尽层厚度的控制来改变导电沟道的宽度，从而控制漏极电流的大小。

结型场效应管一般是耗尽型的。

耗尽型的特点：a,PN结反向电压，这个怎么理解，就是栅极G,到漏极D和源极s有个PN结，b,未加栅压的时候，器件已经导通。

要施加一定的负压才能使器件关闭。

C,从原理上讲，漏极D和源极S不区分，即漏极也可作源极，源极也可以做漏极。

漏源之间有导通电阻。

2IGFET绝缘栅极场效应管----利用栅源电压的大小来改变半导体表面感生电荷的多少，从而控制漏极电流的大小。

增强型效应管特点：A,栅极和源极电压为0时，漏极电流为0的管子是增强型的。

B,栅源电压，这个之间是个绝缘层，绝缘栅型一般用的是SIO绝缘层。

2耗尽型绝缘栅场效应晶体管的性能特点是:当栅极电压U。

=0时有一定的漏极电流。

对于N沟道耗尽型绝缘栅场效应晶体管，漏极加正电压，栅极电压从0逐渐上升时漏极电流逐渐增大，栅极电压从0逐渐下降时漏极电流逐渐减小直至截止。

对于P沟道耗尽型绝缘栅场效应晶体管，漏极加负电压，栅极电压从0逐渐下降时漏极电流逐渐增大，栅极电压从0逐渐上升时漏极电流逐渐减小直至截止。

1，按功率分类：A,小信号管，一般指的是耗尽型场效应管。

主要用于信号电路的控制。

B,功率管，一般指的是增强型的场效应管，只要在电力开关电路，驱动电路等。

2，按结构分类：增强型，耗尽型结型场效应管：N沟道结型场效应管 P沟道结型场效应管（一般是耗尽型）绝缘栅型场效应管：N沟道增强型，P沟道增强型，N沟道耗尽型，P沟道耗尽型。

二,用数字万用表测量MOS管的方法用数字万用表判断MOS的管脚定义。

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。

MOS管知识MOS管知识-一文彻底区分MOS NMOS PMOS CMOS(从原理的视角)从原理的视角，一文彻底区分MOS NMOS PMOS CMOS，详细请查看下文。

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，MOS又分N型、P型MOS管。

（一）由基础说起半导体的基础材料是硅晶体，硅这种材料，在化学元素周期表里是四族元素，硅从微观上看每个原子最外层有4个电子，我们知道，外层4个电子的物质处于稳定状态。

硅晶体里，两个电子结合形成更为稳定的共价键。

当然这种共价键并不是牢不可破的，在绝对0度以上，总会有少数的电子摆脱共价键的束缚在晶格里游荡，会表现出很小的导电性，半导体的名字就这么来了。

如果硅晶体里掺入了三族元素，比如硼，会是什么状况的呢？三族元素最外层3个电子，跟硅结合的时候，共价键上就会缺一个电子，我们叫它空穴。

由于电子的热力学运动，某个共价键上的电子可能摆脱束缚移动到空穴位置上来，宏观上看好像是空穴产生了移动，由于空穴表现正电荷，空穴的英文称为positive holes，这种半导体就称之为P型半导体。

同样，在硅晶体里掺杂五族元素后，共价键上就会多出一个电子，这个电子可以在半导体内自由移动，形成导电的电子，即negative electrons。

掺杂五族元素的半导体称为N型半导体。

我们从宏观上看，N型半导体里面有很多可以导电的电子。

P型半导体里面有很多不可移动的空穴。

此处特别强调不可移动，我们说空穴的移动，实际上是其它位置的电子填充了空穴的位置，看上去像是空穴在移动。

N型半导体和P型半导体宏观上看都是不带电的！正负电荷量相等。

（二）MOS假如我们把P型半导体放在一个电场中会有什么现象呢？根据最基本的物理知识，同电荷排斥，异电荷相吸，电场中的P型半导体如下图所见。

左右两侧为电极板，电子会被吸引到正电极测，空穴被吸引到负电极测。

这里正负只是普通的物理定义，其实在电路中，严格的说法应该是高电平测、低电平测。

第三章场效应晶体管及其电路分析题1.3.1 绝缘栅场效应管漏极特性曲线如图题1.3.1（a）~（d）所示。

（1）说明图（a）~（d）曲线对应何种类型的场效应管。

（2）根据图中曲线粗略地估计：开启电压V T、夹断电压V P和饱和漏极电流I DSS或I DO 的数值。

图题1.3.1解： (1)(a)增强型N沟道MOS管，V GS(th)≈3V,I DO≈3mA；　(b)增强型P沟道MOS管，V GS(th)≈2V,I DO≈2mA；　(c)耗尽型型P沟道MOS管，V GS(off)≈2V,I DSS≈2mA；　(d)耗尽型型N沟道MOS管，V GS(off)≈2V,I DSS≈3mA。

题1.3.2 场效应管漏极特性曲线同图题1.3.1（a）~（d）所示。

分别画出各种管子对应的转移特性曲线i D=f（v GS）。

解：在漏极特性上某一V DS下作一直线，该直线与每条输出特性的交点决定了V GS和I D的大小，逐点作出，连接成曲线，就是管子的转移特性了。

　图题1.3.3题1.3.3 图题1.3.3所示为场效应管的转移特性曲线。

试问：（1）I DSS、V P值为多大？（2）根据给定曲线，估算当i D=1.5mA和i D=3.9mA时，g m约为多少？（3） 根据g m 的定义：GSD m dv di g =，计算v GS = -1V 和v GS = -3V 时相对应的g m 值。

解： (1) I DSS =5.5mA,V GS(off)=-5V;　(2) I D =1.5mA 时，gm ≈0.88ms,I D =3.9mA 时，gm ≈1.76ms;(3) V GS =-1V 时，gm ≈0.88ms,V GS =-3V 时，gm ≈1.76ms 题1.3.4 由晶体管特性图示仪测得场效应管T 1和T 2各具有图题1.3.4的（a ）和（b ）所示的输出 特性曲线，试判断它们的类型，并粗略地估计V P 或V T 值，以及v DS =5V 时的I DSS或 I DO 值。

MOS管的工作原理及应用1. 工作原理MOS管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）是一种常见的场效应晶体管。

它由金属、氧化物和半导体构成，具有很高的输入电阻和低的功耗。

MOS管是微电子器件中的重要组成部分，被广泛应用于各类电子设备中。

MOS管的工作原理基于场效应。

当施加在栅极上的电场发生变化时，MOS管的电导率也会相应变化。

栅极电极上的电场通过通过绝缘层（氧化层）作用于半导体，改变了半导体内部的载流子浓度，从而调节了电流的大小。

2. MOS管的结构MOS管由三个主要部分组成：栅极（Gate），漏极（Drain）和源极（Source）。

栅极隔离氧化层和半导体之间，栅极上施加的电压用于控制通道中的电流。

漏极和源极用于引出MOS管的输出电流。

MOS管的结构布局如下：•栅极：控制着MOS管通道的导电性。

•绝缘层：位于栅极和半导体之间的氧化层，阻止了电荷的流动。

•通道：由半导体材料构成，通过栅极电场控制，调节电流的流动。

•漏极：将输出电流引出。

•源极：提供输入电流。

3. MOS管的类型根据不同的加工工艺和应用需求，MOS管可以分为多种类型，其中最常见的有以下几种：1.NMOS（N型金属-氧化物-半导体）：NMOS管中通道是由N型半导体材料构成的。

2.PMOS（P型金属-氧化物-半导体）：PMOS管中通道是由P型半导体材料构成的。

3.CMOS（混合金属-氧化物-半导体）：CMOS兼具NMOS和PMOS的特性，能够实现复杂的逻辑功能。

4. MOS管的应用MOS管由于其性能优越和低功耗的特点，在电子领域有广泛的应用。

以下列举了一些常见的应用场景：1.数字集成电路（Digital Integrated Circuits）：MOS管用于构成数字逻辑门、寄存器、存储器和微处理器等核心部件。

CMOS技术在数字集成电路中得到了广泛的应用。

2.模拟集成电路（Analog Integrated Circuits）：MOS管也可以用于构成各种模拟电路，如放大器、振荡器和滤波器等。

MOS合路电路
MOS合路电路，也称为MOS集成电路，是一种基于金属-氧化物-半导体（MOS）场效应晶体管（MOSFET）的集成电路。

这种电路主要由反相器、多路复用器、模拟开关等基本元件构成，主要用于数字集成电路的制造。

在MOS合路电路中，通常采用CMOS工艺，即互补金属氧化物半导体工艺。

CMOS工艺可以同时制造P型和N型MOSFET晶体管，利用它们的互补特性实现逻辑门电路。

CMOS 电路具有功耗低、速度快、抗干扰能力强等优点，因此在许多领域得到广泛应用。

在MOS合路电路中，多个MOSFET晶体管被集成在一个芯片上，通过相互连接实现特定的电路功能。

这些晶体管可以是增强型、耗尽型或双向型，具体选择取决于电路设计的需求。

同时，为了实现更高的电流输出能力和更好的驱动性能，还可以采用多个MOSFET晶体管并联的方式。

除了基本的元件外，MOS合路电路还包括各种门电路、触发器、寄存器等，这些元件可以组合在一起实现更复杂的电路功能。

例如，可以实现计数器、译码器、比较器等数字电路，也可以实现模拟信号处理、数据转换等模拟电路。

总的来说，MOS合路电路是一种重要的集成电路技术，具有高集成度、高稳定性、低功耗、低成本等优点。

随着技术的不断进步和应用领域的拓展，MOS合路电路将继续发挥
其优势，为现代电子技术的发展做出贡献。