mos管电阻

MOS管及MOS管的驱动电路设计

MOS管及MOS管的驱动电路设计

摘要:本文将对MOSFET的种类,结构,特性及应用电路作一简单介绍,并控讨了一下MOSFET驱动电路设计问题

在使用MOS管设计开关电源或者马达驱动电路的时候，大部分人都会考虑MOS的导通电阻，最大电压等，最大电流等，也有很多人仅仅考虑这些因素。这样的电路也许是可以工作的，但并不是优秀的，作为正式的产品设计也是不允许的。

1、MOS管种类和结构

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。右图是这两种MOS管的符号。

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。

在MOS管原理图上可以看到，漏极和源极之间有一个寄生二极管。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。顺便说一句，体二极管只在单个的MOS管中存在，在集成电路芯片内部通常是没有的。下图是MOS管的构造图，通常的原理图中都画成右图所示的样子。 (栅极保护用二极管有时不画)

MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在，如右图所示。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，在MOS管的驱动电路设计时再详细介绍。

2、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4V或10V就可以了。

PMOS的特性，Vgs小于一定的值就会导通，使用与源极接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管g极与s间加个电阻的作用

1. MOS管是一种金属氧化物半导体场效应管，它由一个金属栅极、一个氧化层和一个半导体材料组成。当栅极电压变化时，它控制着氧化层下面的导电层的电导。其中，g极指的是栅极，s指的是源极。

2. 在MOS管的g极和s极之间加入一个电阻的作用是控制电流的流动。当MOS管工作时，栅极电压的变化会导致导电层电导的变化，进而影响源极和漏极之间的电流流动。在某些情况下，我们希望能够对电流进行一定程度的控制，而不是完全依赖于栅极电压的变化。

3. 加入一个电阻可以改变MOS管的电流流动特性。电阻的阻值大小决定了电流流过的路径。当电阻较大时，电流会受到限制，流过MOS管的电流会减小；当电阻较小时，电流则会更容易流过MOS管。

4. 通过调整电阻的阻值，我们可以控制MOS管的工作状态和电流的大小。例如，当电阻较大时，MOS管可能处于截止状态，几乎没有电流通过；而当电阻较小时，MOS管可能处于饱和状态，电流通过较大。

5. 除了控制电流流动，加入电阻还可以提供对MOS管的保护作用。电阻可以限制过大的电流从源极向漏极流动，防止过载或短路情况发生，保护MOS管免受损坏。

6. 此外，加入电阻还可以降低干扰。在电路中，可能存在其他信号或干扰源，它们可能对MOS管的正常工作产生影响。通过加入电阻，可以限制这些干扰信号流过MOS管，降低对MOS管的影响，提高系统的稳定性和可靠性。

综上所述，向MOS管的g极和s极之间加入一个电阻可以控制电流的流动，调整MOS管的工作状态和电流的大小。同时，电阻还可以提供保护作用，防止过载或短路发生，并降低干扰对MOS管的影响。

MOS管学习笔记

主要内容

MOS管的种类及结构

MOS管的工作原理

MOS管的主要参数

MOS管的驱动

MOS管的种类及结构

MOS管的全称是：Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor（金属氧化物半导体场效应管）

导电载流子的带

电极性N沟道（电子型）

P沟道（空穴型）

导电沟道形成机

理增强型（E型）

耗尽型（D

型）组合共有4种类型分类

在实际应用中，只有N沟道增强型和P沟道增强型，这两种中比较常用

的是NMOS管，原因是导通电阻小，且容易制造。



结构

符号

剖面图以一块掺杂浓度较低，电阻率较高的P型硅半导体薄片作为衬底，利用扩散

的方法在P型硅中形成两个高掺杂的N+区。然后在P型硅表面生长一层很薄的

二氧化硅绝缘层，并在二氧化硅表面及N+型区的表面上分别安装三个铝电

极——栅极g，源极s和漏极d，这样就形成了

N沟道增强型MOS管。

（1）Vgs=0，没有导电沟道

此时栅源短接，源区，衬底和漏区形成两个

背靠背的PN结，无论Vds的极性怎样，其中

总有一个PN结是反偏的，所以d,s之间没有

形成导电沟道，MOS管处于截止状态。

（2）Vgs≥ V

GS(th），出现N沟道

栅源之间加正向电压由栅极指向P型衬

底的电场将靠近栅极下方的空穴向下排斥形成耗尽层MOS管的工作原理

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）

-

--s

二氧化硅

P衬底gDDV

+

Nd

+

bNV

GG

i

d

再增加Vgs纵向电场

将P区少子（电子）聚集到P区表面

形成源漏极间的N型导电沟道

如果此时加有漏源电压，就可以形成漏

极电流i

d定义：开启电压V

GS(th）——

刚刚产生导电沟道所需的栅源

电压Vgs

（

3

）输出特性曲线

MOS的输出特性曲线是指在栅源电压Vgs> V

GS(th）且恒定的情况下，漏极电流

i

d与漏源电压Vds之间的关系，可以分为以下4

段：

a.线性区

当Vds很小时，沟道就像一个阻值与Vds无关的固定电阻，此时i

mos管电阻

MOS管电阻是指在MOS场效应管中，由于通道电阻和接触电阻的存在，导致了输出端的电压随着输出电流的变化而发生变化的现象。这种现象在放大器、开关等电路中都会出现，并且会对电路的性能产生影响。下面将从以下几个方面详细介绍MOS管电阻。

一、MOS场效应管结构和工作原理

MOS场效应管是一种三端器件，由源极、漏极和栅极组成。其内部结构主要包括P型衬底、N型漏源区、N型栅区和金属栅极。当施加正向偏压时，P型衬底与N型漏源区之间形成PN结，形成反向耗尽区域；当施加负向偏压时，则会形成空乏层，使得漏源之间形成一个导电通道。此时，在栅极上施加正向或负向偏压，则可以调节漏源之间导通的程度。

二、MOS管通道电阻

MOS管通道电阻是指在导通状态下，由于通道内部存在一定的电阻而产生的总体电阻值。其大小与多个因素有关，包括通道长度、宽度、材料电阻率等。在实际应用中，为了减小通道电阻对电路性能的影响，可以采取一些措施，如增加通道宽度、缩短通道长度等。

三、MOS管接触电阻

MOS管接触电阻是指漏源区和金属接触处存在的电阻。由于金属与半导体之间存在一定的界面反射，因此会导致漏源区的有效面积减小，从而增加了接触电阻。为了降低接触电阻对电路性能的影响，可以采用一些技术手段，如增加金属与半导体之间的界面面积、使用高质量金属材料等。

四、MOS管输出电阻

MOS管输出电阻是指在输出端口上施加一定信号时，输出端口所产生的总体电阻值。由于输出端口不仅包括通道内部产生的通道电阻和漏源区与金属接触处产生的接触电阻，还包括外部负载所产生的负载电阻等因素。因此，在实际应用中需要综合考虑多个因素对输出端口总体电阻的影响，并采取相应的措施来降低输出电阻。

五、MOS管电阻对电路性能的影响

MOS管电阻对电路性能的影响主要表现在以下几个方面：

1. 降低放大器增益：由于输出端口总体电阻的存在，会导致信号在输出端口处发生一定程度的衰减，从而降低了放大器的增益。