mos管恒流工作原理

MOS管工作原理及芯片汇总一：MOS管参数解释MOS管介绍在使用MOS管设计开关电源或者马达驱动电路的时候，一般都要考虑MOS的导通电阻，最大电压等，最大电流等因素。

MOSFET管是FET的一种，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，一般主要应用的为增强型的NMOS管和增强型的PMOS管，所以通常提到的就是这两种。

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。

在MOS管内部，漏极和源极之间会寄生一个二极管。

这个叫体二极管，在驱动感性负载(如马达)，这个二极管很重要，并且只在单个的MOS管中存在此二极管，在集成电路芯片内部通常是没有的。

MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在，这不是我们需要的，而是由于制造工艺限制产生的。

寄生电容的存在使得在设计或选择驱动电路的时候要麻烦一些，但没有办法避免。

MOS管导通特性导通的意思是作为开关，相当于开关闭合。

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)，只要栅极电压达到一定电压（如4V或10V, 其他电压，看手册）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。

MOS开关管损失不管是NMOS还是PMOS，导通后都有导通电阻存在，因而在DS间流过电流的同时，两端还会有电压，这样电流就会在这个电阻上消耗能量，这部分消耗的能量叫做导通损耗。

选择导通电阻小的MOS管会减小导通损耗。

现在的小功率M OS管导通电阻一般在几毫欧，几十毫欧左右MOS在导通和截止的时候，一定不是在瞬间完成的。

MOS两端的电压有一个下降的过程，流过的电流有一个上升的过程，在这段时间内，MOS管的损失是电压和电流的乘积，叫做开关损失。

结型场效应管的输入电阻虽然可达 106~109W，但在要求输入电阻更高的场合，还是不能满足要求。

而且，由于它的输入电阻是PN 结的反偏电阻，在高温条件下工作时， PN 结反向电流增大，反偏电阻的阻值明显下降。

与结型场效应管不同，金属-氧化物-半导体场效应管(MOSFET) 的栅极与半导体之间隔有二氧化硅(SiO2)绝缘介质，使栅极处于绝缘状态(故又称绝缘栅场效应管)，于是它的输入电阻可高达1015W。

它的另一个优点是创造工艺简单，适于创造大规模及超大规模集成电路。

MOS 管也有 N 沟道和 P 沟道之分，而且每一类又分为增强型和耗尽型两种，二者的区别是增强型 MOS 管在栅-源电压 vGS=0 时，漏-源极之间没有导电沟道存在，即使加之电压vDS (在一定的数值范围内)，也没有漏极电流产生(iD=0)。

而耗尽型 MOS 管在vGS=0 时，漏-源极间就有导电沟道存在。

a) N 沟道增强型MOS 管结构示意图(b) N 沟道增强型MOS 管代表符号 (c) P 沟道增强型MOS 管代表符号在一块掺杂浓度较低的 P 型硅衬底上，用光刻、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，分别作漏极 d 和源极 s。

然后在半导体表面复盖一层很薄的二氧化硅(SiO2)绝缘层，在漏-源极间的绝缘层上再装上一个铝电极,作为栅极 g。

此外在衬底上也引出一个电极 B，这就构成为了一个 N 沟道增强型MOS 管。

显然它的栅极与其它电极间是绝缘的。

图 1(a)、(b)分别是它的结构示意图和代表符号。

代表符号中的箭头方向表示由 P(衬底)指向 N(沟道)。

P 沟道增强型MOS 管的箭头方向与上述相反，如图 1(c)所示。

1．vGS 对 iD 及沟道的控制作用MOS 管的源极和衬底通常是接在一起的(大多数管子在出厂前已连接好)。

从图 1(a)可以看出，增强型MOS 管的漏极 d 和源极 s 之间有两个背靠背的 PN 结。

N 沟道 MOS 管的结构及工作原理N 沟道金属-氧化物-半导体场效应管(MOS 管)的结构及工作原理 结型场效应管的输入电阻虽然可达 106～109W，但在要求输入电阻更高的场合，还 是不能满足要求。

而且，由于它的输入电阻是 PN 结的反偏电阻，在高温条件下工作时， PN 结反向电流增大，反偏电阻的阻值明显下降。

与结型场效应管不同，金属-氧化物半导体场效应管（MOSFET）的栅极与半导体之间隔有二氧化硅（SiO2）绝缘介质，使栅 极处于绝缘状态（故又称绝缘栅场效应管），因而它的输入电阻可高达 1015W。

它的另 一个优点是制造工艺简单，适于制造大规模及超大规模集成电路。

MOS 管也有 N 沟道和 P 沟道之分，而且每一类又分为增强型和耗尽型两种，二者的 区别是增强型 MOS 管在栅-源电压 vGS=0 时，漏-源极之间没有导电沟道存在，即使加上 电压 vDS（在一定的数值范围内），也没有漏极电流产生（iD=0）。

而耗尽型 MOS 管在 vGS=0 时，漏-源极间就有导电沟道存在。

一、N 沟道增强型场效应管结构a) N 沟道增强型 MOS 管结构示意图(b) N 沟道增强型 MOS 管代表符号(c) P 沟道增强型 MOS 管代表符号在一块掺杂浓度较低的 P 型硅衬底上， 用光刻、 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，分别作漏极 d 和源极 s。

然后在半导体表面复盖一层很 薄的二氧化硅(SiO2)绝缘层，在漏-源极间的绝缘层上再装上一个铝电极,作为栅极 g。

另外在衬底上也引出一个电极 B，这就构成了一个 N 沟道增强型 MOS 管。

显然它的栅极 与其它电极间是绝缘的。

图 1(a)、(b)分别是它的结构示意图和代表符号。

代表符号中 的箭头方向表示由 P(衬底)指向 N(沟道)。

P 沟道增强型 MOS 管的箭头方向与上述相反， 如图 1(c)所示。

二、N 沟道增强型场效应管工作原理 1．vGS 对 iD 及沟道的控制作用 MOS 管的源极和衬底通常是接在一起的(大多数管子在出厂前已连接好)。

MOS管原理2011-04-15 15:48:23| 分类：循序渐进|字号订阅双极型晶体管把输入端电流的微小变化放大后，在输出端输出一个大的电流变化。

双极型晶体管的增益就定义为输出输入电流之比（beta）。

另一种晶体管，叫做场效应管（FET），把输入电压的变化转化为输出电流的变化。

FET的增益等于它的transconductance，定义为输出电流的变化和输入电压变化之比。

场效应管的名字也来源于它的输入端（称为gate）通过投影一个电场在一个绝缘层上来影响流过晶体管的电流。

事实上没有电流流过这个绝缘体，所以FET管的GATE电流非常小。

最普通的FET用一薄层二氧化硅来作为GATE极下的绝缘体。

这种晶体管称为金属氧化物半导体(MOS)晶体管，或,金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）。

因为MOS管更小更省电，所以他们已经在很多应用场合取代了双极型晶体管。

首先考察一个更简单的器件－MOS电容－能更好的理解MOS管。

这个器件有两个电极，一个是金属，另一个是extrinsic silicon，他们之间由一薄层二氧化硅分隔开（图1.22A）。

金属极就是GATE，而半导体端就是backgate或者body。

他们之间的绝缘氧化层称为gate dielectric。

图示中的器件有一个轻掺杂P型硅做成的backgate。

这个MOS 电容的电特性能通过把backgate接地，gate接不同的电压来说明。

图1.22A中的MOS电容的GATE电位是0V。

金属GATE和半导体BACKGATE在WORK FUNCTION上的差异在电介质上产生了一个小电场。

图示的器件中，这个电场使金属极带轻微的正电位，P型硅负电位。

这个电场把硅中底层的电子吸引到表面来，它同时把空穴排斥出表面。

这个电场太弱了，所以载流子浓度的变化非常小，对器件整体的特性影响也非常小。

图1.22B中是当MOS电容的GATE相对于BACKGATE正偏置时发生的情况。

功率场效应晶体管MOSFET1.概述MOSFET的原意是：MOS（Metal Oxide Semiconductor金属氧化物半导体），FET（Field Effect Transistor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（Metal Oxide Semiconductor FET）,简称功率MOSFET（Power MOSFET）。

结型功率场效应晶体管一般称作静电感应晶体管（Static Induction Transistor——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（Vertical MOSFET），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（Vertical Double-diffused MOSFET），本文主要以VDMOS器件为例进行讨论。

MOS管组成的恒流源
MOS管（金属氧化物半导体场效应管）组成的恒流电源，其原理是利用MOS管的电流源特性来实现恒定输出电流。

MOS管的结构和工作原理如下：
MOS管用于实现电流源，其结构由一个金属氧化物半导体（MOS）场效应管和两个平行的金属电极组成。

其中，栅极（G）是控制MOS管开关的信号输入端，源极（S）和漏极（D）则是输出电流的两个电极。

Mos管的工作原理是：当栅极电压（VGS）达到一定阈值时，场效应管的源极和漏极之间会形成一个导电通道，使得电流能够流过。

通过改变栅极电压，可以控制通过MOS 管的电流大小。

恒流源电路原理：
MOS管组成的恒流源电路原理相对简单。

以一个共射极放大电路为例，MOS管作为电流源，其栅极连接放大电路的负反馈回路，源极和漏极分别输出电流和接地。

当放大电路的输出电压发生变化时，通过负反馈回路调节MOS管的栅极电压，使得输出电流保持恒定。

在实际应用中，MOS管恒流源具有以下优点：
1. 输出电流大：由于MOS管具有较大的跨导和输出电流能力，因此MOS管恒流源能够提供较大的输出电流。

2. 效率高：MOS管具有较高的输入阻抗和较低的导通损耗，因此MOS管恒流源具有较高的能效比。

3. 调节范围广：通过调节放大电路的反馈电阻，可以实现MOS管恒流源输出电流的调节范围。

总之，MOS管组成的恒流源具有输出电流大、效率高、调节范围广等优点，在电力电子、通信、医疗等领域得到广泛应用。

MOS管一概念:在集成电路中绝缘性场效应管被叫做mos管。

MOS英文全称为Metal-Oxide-Semiconductor即金属-氧化物-半导体，确切的说，这个名字描述了集成电路中MOS管的结构，即：在一定结构的半导体器件上，加上二氧化硅和金属，形成栅极。

从结构上说，MOS管可以分为增强型(E 型)和耗尽型（D型），它们的区别在于当Vgs为0时，增强型（E型）不存在导电沟道，耗尽型（D型）存在导电沟道，原因是E型的导通电压（阈值电压）Vth>0，D型的Vth<0。

MOS管形成的电路通称为MOS电路，但又有不同，PMOS逻辑电路称为PMOS电路，NMOS逻辑电路称为NMOS电路，PMOS和NMOS共同组成的逻辑电路称为CMOS集成电路，MOS和BJT组成的电路称为Bi-CMOS集成电路。

由于MOS 管静态功耗几乎为0，所有的功耗都集中在开关转换的过程中，因此相对BJT而言，MOS管的功耗更低。

因此，在现代工业设计中，MOS管主要用于数字逻辑电路中实现开关逻辑（0、1逻辑）。

二工作原理:双极型晶体管把输入端电流的微小变化放大后，在输出端输出一个大的电流变化。

双极型晶体管的增益就定义为输出输入电流之比（beta）。

另一种晶体管，叫做场效应管（FET），把输入电压的变化转化为输出电流的变化。

分别为电流控制器件和电压控制器件。

FET的增益等于它的跨导(transconductance)gm，定义为输出电流的变化和输入电压变化之比。

场效应管的名字也来源于它的输入端栅（称为gate），通过投影一个电场在一个绝缘层（氧化物SIO2)上来影响流过晶体管的电流。

事实上没有电流流过这个绝缘体（只是一个电容的作用），所以FET管的GATE电流非常小（电容的电流损耗）。

最普通的FET用一薄层二氧化硅来作为GATE极下的绝缘体。

这种晶体管称为金属氧化物半导体(MOS)晶体管，或,金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）（metal oxide semicondutor field effect transistor）。

mos管恒流工作原理mos管是一种常用的电子元件，它的工作原理是基于恒流控制。

在很多电路中，我们需要保持电流的稳定，而mos管可以起到这样的作用。

mos管是金属氧化物半导体场效应晶体管的简称，它由源极、漏极和栅极组成。

栅极上的电压可以控制漏极和源极之间的电流，从而实现对电流的调节。

当栅极上的电压为零时，mos管处于截止状态，漏极和源极之间的电流几乎为零；当栅极上的电压为正值时，mos 管处于导通状态，漏极和源极之间的电流受到栅极电压的控制。

在mos管的工作过程中，恒流源起到了关键的作用。

恒流源是一种能够提供稳定电流的元件，可以使mos管在不同负载下保持稳定的工作状态。

恒流源通常由电流镜电路构成，它能够将输入电流和输出电流之间的关系保持不变。

恒流源通过调整栅极电压来控制mos 管的导通电流，从而保持电流的恒定。

mos管的恒流工作原理可以通过以下几个方面来解释。

mos管的导通电流与栅极电压之间存在一定的关系。

当栅极电压较低时，mos管的导通电流较小；当栅极电压较高时，mos管的导通电流较大。

这是因为栅极电压能够改变mos管的导通通道，从而影响电流的通过。

恒流源通过调整栅极电压来控制mos管的导通电流，从而实现恒流输出。

mos管的导通电流与负载之间存在一定的关系。

负载是mos管输出电流的承载器，它会对mos管的导通电流产生一定的影响。

恒流源通过调整栅极电压，使mos管的导通电流能够与负载相匹配，从而保持电流的恒定。

mos管的工作也受到温度的影响。

mos管的导通电流与温度之间存在一定的关系，当温度上升时，mos管的导通电流会有所增加。

恒流源需要对温度的变化进行补偿，以保持电流的稳定输出。

mos管的恒流工作原理是通过调整栅极电压来控制导通电流的大小，从而实现电流的恒定输出。

恒流源起到了关键的作用，通过不断调整栅极电压，使mos管的导通电流能够与负载相匹配，同时对温度的变化进行补偿。

这种恒流控制的原理使得mos管在许多电路中得到了广泛的应用，保证了电流的稳定输出。

MOS管工作原理金属-氧化物-半导体(Metal-Oxide-SemIConductor)结构的晶体管简称MOS晶体管，有P型MOS管和N型MOS管之分。

MOS管构成的集成电路称为MOS集成电路，而PMOS管和NMOS管共同构成的互补型MOS集成电路即为CMOS集成电路。

由p型衬底和两个高浓度n扩散区构成的MOS管叫作n沟道MOS管，该管导通时在两个高浓度n扩散区间形成n型导电沟道。

n沟道增强型MOS管必须在栅极上施加正向偏压，且只有栅源电压大于阈值电压时才有导电沟道产生的n沟道MOS管。

n沟道耗尽型MOS管是指在不加栅压（栅源电压为零）时，就有导电沟道产生的n沟道MOS管。

NMOS集成电路是N沟道MOS电路，NMOS集成电路的输入阻抗很高，基本上不需要吸收电流，因此，CMOS与NMOS集成电路连接时不必考虑电流的负载问题。

NMOS集成电路大多采用单组正电源供电，并且以5V为多。

CMOS集成电路只要选用与NMOS集成电路相同的电源，就可与NMOS集成电路直接连接。

不过，从NMOS 到CMOS直接连接时，由于NMOS输出的高电平低于CMOS集成电路的输入高电平，因而需要使用一个（电位）上拉电阻R，R的取值一般选用2～100KΩ。

N沟道增强型MOS管的结构在一块掺杂浓度较低的P型硅衬底上，制作两个高掺杂浓度的N+区，并用金属铝引出两个电极，分别作漏极d和源极s。

然后在半导体表面覆盖一层很薄的二氧化硅(SiO2)绝缘层，在漏——源极间的绝缘层上再装上一个铝电极,作为栅极g。

在衬底上也引出一个电极B，这就构成了一个N沟道增强型MOS管。

MOS管的源极和衬底通常是接在一起的(大多数管子在出厂前已连接好)。

它的栅极与其它电极间是绝缘的。

图(a)、(b)分别是它的结构示意图和代表符号。

代表符号中的箭头方向表示由P(衬底)指向N(沟道)。

P沟道增强型MOS管的箭头方向与上述相反，如图(c)所示。

Desc="/eewiki/index.php/%E5%9B%BE%E5%83%8F:Bk064914j-1.jpg" small="0">N沟道增强型MOS管的工作原理（1）vGS对iD及沟道的控制作用①vGS=0 的情况从图1(a)可以看出，增强型MOS管的漏极d和源极s之间有两个背靠背的PN结。

mos管工作原理详细讲解
金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）是一种重要的半导体器件，广泛应用于电子设备中。

MOSFET的工作原理基于对导电通道的控制。

结构和材料
MOSFET由一个半导体基底（衬底）组成，通常是硅或氮化镓。

在基底上形成两个高度掺杂的区域（源极和漏极），其之间是一个电隔离层，称为栅极氧化物。

工作原理
MOSFET的工作原理可以分为三个基本模式：
1. 截止模式
当栅极与源极之间没有电压（VGS = 0）时，MOSFET处于截止模式。

栅极氧化物阻止电流在源极和漏极之间流动，因为没有载流子可通过导电通道。

2. 线性模式（三极管模式）
当栅极电压逐渐增加（VGS > 0）时，MOSFET进入线性模式。

在栅极氧化物和基底的界面处形成一个反型层（导电通道），允许电流在源极和漏极之间流动。

导电通道的宽度随栅极电压的增加而增长。

3. 饱和模式
当栅极电压进一步增加（VGS > Vth，阈值电压）时，MOSFET 进入饱和模式。

导电通道的宽度达到最大值，此时电流在源极和漏极之间不再受栅极电压的影响。

电流主要由漏极-源极电压（VDS）控制。

MOSFET特性
MOSFET的特性由其漏极电流-栅极电压（IDS-VGS）和漏极电流-漏极电压（IDS-VDS）的关系决定。

应用
MOSFET广泛应用于各种电子设备中，包括：数字逻辑电路
放大器
开关
电源管理
优点
MOSFET具有许多优点，包括：
高输入阻抗
低功耗
快速开关能力
易于集成
可靠性高。

功率场效应晶体管MOSFET1.概述MOSFET的原意是：MOS（Metal Oxide Semiconductor金属氧化物半导体），FET（Field Effect Transistor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（Metal Oxide Semiconductor FET）,简称功率MOSFET（Power MOSFET）。

结型功率场效应晶体管一般称作静电感应晶体管（Static Induction Transistor——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（Vertical MOSFET），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（Vertical Double-diffused MOSFET），本文主要以VDMOS器件为例进行讨论。

场场效应晶体管应管工作原理（1）场效应晶体管（Field Effect Transistor缩写(FET)）简称场效应管。

一般的晶体管是由两种极性的载流子,即多数载流子和反极性的少数载流子参与导电,因此称为双极型晶体管,而FET仅是由多数载流子参与导电,它与双极型相反,也称为单极型晶体管。

它属于电压控制型半导体器件，具有输入电阻高（108～109Ω）、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点，现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者。

一、场效应管的分类场效应管分结型、绝缘栅型两大类。

结型场效应管（JFET）因有两个PN结而得名，绝缘栅型场效应管（JGFET）则因栅极与其它电极完全绝缘而得名。

目前在绝缘栅型场效应管中，应用最为广泛的是MOS场效应管，简称MOS管（即金属-氧化物-半导体场效应管MOSFET）；此外还有PMOS、NMOS和VMOS功率场效应管，以及最近刚问世的πMOS场效应管、VMOS功率模块等。

按沟道半导体材料的不同，结型和绝缘栅型各分沟道和P沟道两种。

若按导电方式来划分，场效应管又可分成耗尽型与增强型。

结型场效应管均为耗尽型，绝缘栅型场效应管既有耗尽型的，也有增强型的。

场效应晶体管可分为结场效应晶体管和MOS场效应晶体管。

而MOS场效应晶体管又分为N沟耗尽型和增强型；P沟耗尽型和增强型四大类。

见下图。

二、场效应三极管的型号命名方法现行有两种命名方法。

第一种命名方法与双极型三极管相同，第三位字母J代表结型场效应管，O代表绝缘栅场效应管。

第二位字母代表材料，D是P型硅，反型层是N沟道；C是N型硅P沟道。

例如,3DJ6D是结型N沟道场效应三极管，3DO6C 是绝缘栅型N沟道场效应三极管。

第二种命名方法是CS××#，CS代表场效应管，××以数字代表型号的序号，#用字母代表同一型号中的不同规格。

例如CS14A、CS45G等。