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MOSFET讲解MOSFET管是FET的一种（另一种是JFET），可以被制造成增强型或耗尽型，P沟道或N沟道共4种类型，但实际应用的只有增强型的N沟道MOS管和增强型的P沟道MOS管，所以通常提到NMOS，或者PMOS指的就是这两种。
至于为什么不使用耗尽型的MOS管，不建议刨根问底。
对于这两种增强型MOS管，比较常用的是NMOS。
原因是导通电阻小，且容易制造。
所以开关电源和马达驱动的应用中，一般都用NMOS。
下面的介绍中，也多以NMOS为主。
MOSFET有两大类型：N沟道和P沟道。
在功率系统中，MOSFET可被看成电气开关。
当在N沟道MOSFET的栅极和源极间加上正电压时，其开关导通。
导通时，电流可经开关从漏极流向源极。
漏极和源极之间存在一个内阻，称为导通电阻RDS(ON)。
必须清楚MOSFET的栅极是个高阻抗端，因此，总是要在栅极加上一个电压。
如果栅极为悬空，器件将不能按设计意图工作，并可能在不恰当的时刻导通或关闭，导致系统产生潜在的功率损耗。
当源极和栅极间的电压为零时，开关关闭，而电流停止通过器件。
虽然这时器件已经关闭，但仍然有微小电流存在，这称之为漏电流，即IDS和小功率MOSFET类似，功率MOSFET也有分为N沟道和P沟道两大类；每个大类又分为增强型和耗尽型两种。
虽然耗尽型较之增强型有不少的优势（请查阅资料，不详述），但实际上大部分功率MOSFET都是增强型的。
（可能因为实际的制作工艺无法达到理论要求吧，看来理论总是跟实际有差距的NMOS的特性，Vgs大于一定的值就会导通，适合用于源极接地时的情况（低端驱动），只要栅极电压达到4V或10V就可以了。
PMOS的特性，Vgs小于一定的值就会导通，适合用于源极接VCC时的情况（高端驱动）。
但是，虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动，但由于导通电阻大，价格贵，替换种类少等原因，在高端驱动中，通常还是使用NMOS。
常用于MOSFET的电路符号有很多种变化，最常见的设计是以一条直线代表通道，两条和通道垂直的线代表源极与漏极，左方和通道平行而且较短的线代表栅极，有时也会将代表通道的直线以破折线代替，以区分增强型MOSFET（enhancement mode MOSFET）或是耗尽型MOSFET（depletion mode MOSFET）。
MOSFET1.1 MOSFET概述MOSFET作为电子电路一种很重要的元器件，在主板的开关电源中也有广泛应用。
MOSFET与晶体三极管很类似，不过三极管是通过电流控制电流的器件，而MOSFET是通过电压控制。
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类比电路与数位电路的场效晶体管（field-effect transistor）。
MOSFET和三极管一样有三个极，但名称和三极管不一样，分别是：G(栅极)、S(源极)及D(漏极)。
1.2 MOSFET分类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。
在主板电路中，常用MOSFET为NMOS管，用作开关电源和电源，在CPU，北桥，内存供电都有用到。
1.3 MOSFET内部结构及基本原理MOSFET内部结构如下图所示。
图 MOSFET内部结构MOSFET用作开关静态特性：MOS管作为开关元件，同样是工作在截止或导通两种状态。
由于MOS管是电决定其工作状态。
如下图为MOS管作为开压控制元件，所以主要由栅源电压uGS关的原理图示。
图 MOS管作为开关的导通和截止状态转移特性和输出特性曲线如下图所示：工作特性如下：u GS＜开启电压U T：MOS管工作在截止区，漏源电流i DS基本为0，输出电压u DS≈U DD，MOS管处于“断开”状态。
u GS＞开启电压U T：MOS管工作在导通区，漏源电流i DS=U DD/(R D+r DS)。
其中，r DS为MOS管导通时的漏源电阻。
输出电压U DS=U DD·r DS/(R D+r DS),如果r DS＜＜R D，则u DS≈0V，MOS管处于“导通”状态。
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。
各种MOSFET参数大全MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）是一种常见的半导体器件，具有广泛的应用领域。
下面是MOSFET的各种重要参数的详细解释。
1. Drain-Source电压（VDS）：这是MOSFET管脚之间的电压差。
当VDS超过MOSFET的额定电压，会导致器件损坏。
2. Gate-Source电压（VGS）：这是MOSFET的控制电压。
改变VGS可以控制MOSFET的导通和截止。
3. 阈值电压（Vth）：这是MOSFET的开启电压。
当VGS超过阈值电压时，MOSFET开始导通。
4.静态漏极电流（IDSS）：这是在VGS=0时，MOSFET的漏极电流。
它是关闭时的最大漏极电流。
5. on状态电阻（RDS(on)）：这是MOSFET导通时的电阻。
较低的RDS(on)意味着更好的导通特性。
6.峰值漏极电流（IDP）：这是MOSFET能够承受的最大漏极电流。
如果超过此电流，MOSFET可能会损坏。
7. 雅各比增益（gfs）：这是MOSFET的小信号增益。
它决定了MOSFET的放大能力。
8. 输入电容（Ciss）：这是MOSFET输入端的总电容。
较高的Ciss将导致较高的输入电容负载。
9. 输出电容（Coss）：这是MOSFET输出端的总电容。
较高的Coss将导致较高的输出电容负载。
10.反向传导（GDS）：这是MOSFET导通时的反向电导。
它表示了在反向电压下电荷从漏极到源极的流动。
11. 速度参数（gm）：这是MOSFET的跨导。
它表示在VDS控制下的电流变化率。
12.破坏电压（BV）：这是MOSFET能够承受的最大电压。
超过该电压可能会导致器件击穿和损坏。
13.空载损耗（Pd）：这是MOSFET在导通状态下消耗的功率。
它取决于MOSFET的导通电阻和电流。
14.电压转移特性（VTC）：这是描述MOSFET开启和关闭之间的关系的曲线。
它显示了在不同VGS情况下MOSFET的导通特性。
MOS管初级⼊门详解MOSFETMOS管初级⼊门详解功率场效应晶体管MOSFET1.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。
常用MOSFET技术参数MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)是一种常用的电子器件，在现代电子设备中广泛应用。
以下是常见的MOSFET技术参数：1.基本参数：- 导通电阻（Rds(on)）：指在MOSFET导通状态下，漏源之间的电阻。
导通电阻越小，表示MOSFET在导通状态下的能耗越低。
- 关断电阻（Rds(off)）：指在MOSFET关断状态下，漏源之间的电阻。
关断电阻越大，表示MOSFET在关断状态下的能耗越低。
- 阈值电压（Vth）：指控制MOSFET导通的门极电压。
当门极电压高于阈值电压时，MOSFET导通。
- 最大漏极电流（Id(max)）：指MOSFET可以承受的最大漏极电流。
超过这个电流值，MOSFET可能会损坏。
-动态电阻（Rd）：指在MOSFET导通过程中，漏源之间电压变化与电流变化的比值。
动态电阻越小，表示MOSFET开关速度越快。
2.耐压参数：- 漏源击穿电压（V(br)dss)）：指MOSFET可以承受的最大漏源电压。
超过这个电压值，MOSFET可能会损坏。
- 门源击穿电压（V(br)gss)）：指MOSFET可以承受的最大门源电压。
超过这个电压值，MOSFET可能会损坏。
3.功率参数：- 最大功率耗散（Pd(max)）：指MOSFET可以承受的最大功率耗散。
超过这个功率值，MOSFET可能会过热并损坏。
- 最大功率耗散温度（Tj(max)）：指MOSFET可以承受的最高结温。
超过这个温度值，MOSFET可能会过热并损坏。
4.开关参数：- 共源极电容（Ciss）：指MOSFET漏源极之间的输入电容。
共源极电容越大，表示MOSFET的开关效率越低。
- 输出电容（Coss）：指MOSFET漏源电容。
输出电容越大，表示MOSFET的开关速度越慢。
5.温度参数：- 热阻（Rth）：指MOSFET的导热性能，即单位功率耗散时，MOSFET的结温上升的温度差。
热阻越小，表示MOSFET的散热效果越好。
常用MOSFET技术参数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，广泛应用于电子设备和电路中。
在选择合适的MOSFET时，需要考虑一系列的技术参数。
下面是一些常用的MOSFET技术参数的详细介绍：1.额定电压（VDS）：额定电压是指MOSFET能够承受的最大电压。
这个参数决定了MOSFET在电路中的使用范围。
同时，额定电压也与MOSFET 的功率处理能力相关。
2.额定电流（ID）：额定电流是指MOSFET能够通过的最大电流。
这个参数决定了MOSFET在电路中的负载能力和功率耗散。
3.阈值电压（VTH）：阈值电压是指控制MOSFET导通的门电压。
当MOSFET的门电压高于阈值电压时，MOSFET导通；当门电压低于阈值电压时，MOSFET截止。
4.开启电阻（RDS(ON)）：开启电阻是指当MOSFET导通时，导通信号在导通通路上产生的电阻。
这个参数决定了MOSFET在导通状态下的功率损耗和导通电流的大小。
5.动态电阻（RDS(ON)）：动态电阻是指MOSFET在开启和关闭状态之间切换时产生的电阻。
这个参数决定了MOSFET在开关过程中的功率损耗和开关速度。
6.开启时间（tON）：开启时间是指MOSFET由截止状态转变为导通状态需要的时间。
开启时间越短，MOSFET的开关速度就越快。
7.关闭时间（tOFF）：关闭时间是指MOSFET由导通状态转变为截止状态需要的时间。
关闭时间越短，MOSFET的开关速度就越快。
8.开启过压（VGS(TH)）：开启过压是指在MOSFET开启状态下，MOSFET的门电压高于阈值电压时，MOSFET产生的电压过高。
过高的电压可能导致设备损坏或故障。
9.关闭过压（VGS(TH)）：关闭过压是指在MOSFET关闭状态下，MOSFET的门电压高于阈值电压时，MOSFET产生的电压过高。
过高的电压可能导致设备损坏或故障。
10.热稳定性：热稳定性是指MOSFET在工作时不易产生过多的热能，以及能够通过散热系统保持较低的工作温度。
绝缘栅场效应晶体管绝缘栅场效应晶体管场效应晶体管（Field Effect Transistor，FET）是另一类重要的微电子器件。
这是一种电压控制型多子导电器件，又称为单极型晶体管。
这种器件与双极型晶体管相比，有以下优点①输入阻抗高；②温度稳定性好；③噪声小；④大电流特性好；⑤无少子存储效应，开关速度高；⑥制造工艺简单；⑦各管之间存在天然隔离，适宜于制作VLSI 。
肖特基势垒栅场效应晶体管（绝缘栅场效应晶体管（JFET 和MESFET 的工作原理相同。
以JFET 为例，用一个低掺杂的半导体作为导电沟道，在半导体的一侧或两侧制作PN 结，并加上反向电压。
利用PN 结势垒区宽度随反向电压的变化而变化的特点来控制导电沟道的截面积，从而控制沟道的导电能力。
两种FET 的不同之处仅在于，JFET 是利用PN 结作为控制栅，而MESFET 则是利用金-半结（肖特基势垒结）来作为控制栅。
IGFET 的工作原理略有不同，利用电场能来控制半导体的表面状态，从而控制沟道的导电能力。
根据沟道导电类型的不同，每类FET 又可分为N沟道器件和P沟道器件。
MOSFET 基础绝缘栅场效应晶体管按其早期器件的纵向结构又被称为“金属-氧化物-半导体场效应晶体管”，简称为MOSFET ，但现在这种器件的栅电极实际不一定是金属，绝缘栅也不一定是氧化物，但仍被习惯地称为MOSFET 。
MOSFET 的结构P 型衬底以N 沟道MOSFET 为例，当VGS< V T（称为阈电压）时，N型的源区与漏区之间隔着P型区，且漏结反偏，故无漏极电流。
当VGS>V T 时，栅下的P型硅表面发生强反型，形成连通源、漏区的N型沟道，在VDS 作用下产生漏极电流ID。
对于恒定的VDS，VGS越大，沟道中的电子就越多，沟道电阻就越小，ID就越大。
所以MOSFET 是通过改变VGS来控制沟道的导电性，从而控制漏极电流ID ，是一种电压控制型器件。
MOSFET 的工作原理I DV TP 沟道MOSFET 的特性与N 沟道MOSFET 相对称，即：(1) 衬底为N 型，源漏区为P +型。
(2) V GS 、V DS 的极性以及I D 的方向均与N 沟相反。
(3) 沟道中的可动载流子为空穴。
(4) V T < 0 时称为增强型（常关型），V T > 0 时称为耗尽型（常开型）。
MOSFET 的类型①线性区当VDS 很小时，沟道就象一个阻值与VDS无关的固定电阻，这时ID 与VDS成线性关系，如图中的OA 段所示。
输出特性曲线：VGS> V T 且恒定时的V DS~I D曲线。
可分为以下4段MOSFET 的输出特性②过渡区随着VDS增大，漏附近的沟道变薄，沟道电阻增大，曲线逐渐下弯。
当VDS 增大到VDsat( 饱和漏源电压)时，漏端处的可动电子消失，这称为沟道被夹断，如图中的AB 段所示。
线性区与过渡区统称为非饱和区，有时也统称为线性区。
③饱和区当VDS>V D sat 后，沟道夹断点左移，漏附近只剩下耗尽区。
这时ID 几乎与VDS无关而保持常数ID sat，曲线为水平直线，如图中的BC段所示。
实际上ID 随VDS的增大而略有增大，曲线略向上翘。
④击穿区当VDS 继续增大到BVDS时，漏结发生雪崩击穿，或者漏源间发生穿通，ID急剧增大，如图中的CD段所示。
将各曲线的夹断点用虚线连接起来，虚线左侧为非饱和区，虚线右侧为饱和区。
以V GS 作为参变量，可得到不同V GS 下的V DS ~ I D 曲线族，这就是MOSFET 的输出特性曲线。
4 种类型MOSFET 的特性曲线小结MOSFET 的阈值电压定义：使栅下的硅表面处开始发生强反型时的栅电压称为阈值电压，记为V T 。
定义：当硅表面处的少子浓度达到或超过体内的平衡多子浓度时，称为表面发生了强反型。
在推导阈值电压的表达式时可以近似地采用一维分析，即认为衬底表面下空间电荷区内的空间电荷完全由栅极与衬底之间的电压所决定，与漏极电压无关。
MOSFET 的阈值电压下面推导P 型衬底MOS 结构的阈值电压。
MOS 结构的阈值电压上图中，0ln 1iA F i FP >=−=n N q kT E E q ）（φ称为P 型衬底的费米势上图中，φS 称为表面势，即从硅表面处到硅体内平衡处的电势差，等于能带弯曲量除以q 。
C OX 代表单位面积的栅氧化层电容，，T OXOXOX T C ε=OXS MS OXQ q q qC φφ=−+4、实际MOS 结构当V G= V T 时的能带图要使表面发生强反型，应使表面处的EF-E is= qφFP，这时能带总的弯曲量是2qφFP ，表面势为φS= 2φFP。
外加栅电压超过VFB 的部分（VG-VFB）称为有效栅电压。
有效栅电压可分为两部分：降在氧化层上的VOX与降在硅表面附近的表面电势φS，即V G–V FB= V OX+ φS表面势φS使能带发生弯曲。
表面发生强反型时能带的弯曲量是2qφFP ，表面势为2φFP，于是可得：V T–V FB= V OX+ 2φFPV T= V FB+ V OX+ 2φFP中，可得MOS 结构的阈电压为MS T φ=V 关于Q A 的进一步推导在以后进行。
1、阈值电压一般表达式的导出MOSFET 与MOS 结构的不同之处是：a) 栅与衬底之间的外加电压由V G变为(V G -V B) ，因此有效栅电压由(VG-VFB) 变为(V G -V B -V FB ) 。
b) 有反向电压(V S-V B)加在源、漏及反型层的PN 结上，使之处于非平衡状态，EFp-EFn= q(V S-V B) 。
c) 强反型开始时的表面势φS,inv 由2φFP 变为( 2φFP + V S -V B )。
MOSFET 的阈值电压式中，(OXA 2C N q Kε=()()OXs A OX S,inv A 2C N q C Q −=εφ=−当V S = 0 ，V B = 0 时，T MS V φ=这与前面得到的MOS称为N型衬底的费米势。
衬底费米势。
Ka) 栅氧化层厚度OX一般来说，当T减薄时，OX早期MOSFET 的T MOSFET 的T OX 可达10 nm1015cm -3 时，约为φFB 与掺杂浓度有关，但影响不大。
室温下，当掺杂浓度为FB φFN φ-当N = 1015cm -3时，φMS =φMS =D =qNQ由于φFB与掺杂浓度OXOXC Q 调整阈值电压主要是通过改变掺杂浓度和改变栅氧化层厚度T OX OXFB T =V V ((T T ==ΔK V V可见，当|V BS | 增大时，向变化，而P 沟道MOSFET 由于效应就越严重。
()OX21s 2C N q K ε=A N A N ′0I T OX Q V C Δ=−式中，N I 代表离子注入增加的杂质浓度，Q I = -qN I R 代表离子注入在耗尽区增加的电离杂质电荷面密度。
MOSFET 的直流电流电压方程V D I D这表示沟道厚度沿y 感应出来而与无关；yE y∂∂附：泊松方程y x z E E E E x y z ∂∂∂∇⋅=++∂∂∂r V D③沟道内的载流子（电子）迁移率为常数；④采用强反型近似，即认为当表面少子浓度达到体内平衡= φS,inv ）时沟道开始导电；多子浓度（也即φS⑤Q为常数，与能带的弯曲程度无关。
OXV D >V S 后，产生漂移电流，yVnq nE q j y d d n n n μμ=−==Z I n D μ式中，∫−=b qn Q 0n )(∫0D II DQ M Q n Q AA A ()Q y qN =−将上面的φS,inv 和Q Q n 也成为y 的函数，即：[FB G OX n )(V V C y Q −−−=((⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⋅−−−=OX s FB G OX n D 232C N q V V C L Z I εμ对上式可进行简化。
[FP 2V −φ当V S = 0 ，V B = 0 时，可将则Q n 成为：将此Q n 代入式（5-37 2==∫n n D C L Z L ZI μμ。
