场效应管(MOS管)知识介绍
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MOS管基础知识MOS管场效应管知识要点:场效应管原理、场效应管的小信号模型及其参数场效应管是只有一种载流子参与导电的半导体器件,是一种用输入电压控制输出电流的半导体器件。
有N沟道器件和P沟道器件。
有结型场效应三极管JFET(Junction Field Effect Transister)和绝缘栅型场效应三极管IGFET( Insulated Gate Field Effect Transister) 之分。
IGFET也称金属-氧化物-半导体三极管MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET)。
1.11.1.1MOS场效应管MOS场效应管有增强型(Enhancement MOS 或EMOS)和耗尽型(Depletion)MOS或DMOS)两大类,每一类有N沟道和P沟道两种导电类型。
场效应管有三个电极:D(Drain) 称为漏极,相当双极型三极管的集电极;G(Gate) 称为栅极,相当于双极型三极管的基极;S(Source) 称为源极,相当于双极型三极管的发射极。
增强型MOS(EMOS)场效应管根据图3-1,N沟道增强型MOSFET基本上是一种左右对称的拓扑结构,它是在P型半导体上生成一层SiO2 薄膜绝缘层,然后用光刻工艺扩散两个高掺杂的N型区,从N型区引出电极,一个是漏极D,一个是源极S。
在源极和漏极之间的绝缘层上镀一层金属铝作为栅极G。
P 型半导体称为衬底,用符号B表示。
图3-1 N 沟道增强型EMOS管结构示意一、工作原理1.沟道形成原理当VGS=0 V时,漏源之间相当两个背靠背的二极管,在D、S之间加上电压不会在D、S间形成电流。
当栅极加有电压时,若0<VGS<VGS(th)时,通过栅极和衬底间的电容作用,将靠近栅极下方的P型半导体中的空穴向下方排斥,出现了一薄层负离子的耗尽层。
耗尽层中的少子将向表层运动,但数量有限,不足以形成沟道,所以仍然不足以形成漏极电流ID。
主题:mosfet半导体场效应晶体管mos管一、介绍mosfet半导体场效应晶体管的基本概念mosfet(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor),即金属-氧化物-半导体场效应晶体管,是一种广泛应用于集成电路的半导体器件。
它由一段导电性较好的半导体材料形成的栅极和绝缘层构成,其结构与普通的晶体管有明显的不同,能够更好地控制电流。
二、mosfet半导体场效应晶体管的工作原理mosfet的工作原理主要包括局部场效应和接近场效应两种。
在局部场效应下,由于外加电压改变了栅极电场,从而控制了导通道的电荷密度;而在接近场效应下,则是通过改变栅极与半导体之间的电荷耦合来控制导通道。
这些原理使得mosfet在电子器件中大放异彩,成为了当今电子工业中不可或缺的一部分。
三、mosfet半导体场效应晶体管的特点和优势1. 高输入电阻:由于mosfet的栅极与通道之间的绝缘层,其输入电阻远高于普通晶体管,可降低输入功率。
2. 低输入电流:mosfet的控制方式与普通晶体管不同,可以通过改变栅极电场来控制电流,因此输入电流较低。
3. 低噪声:由于mosfet的工作原理,其本身产生的噪声很小,能够更好地保持信号的清晰度。
4. 大功率放大:mosfet在电子器件中功率放大的性能较好,能够适用于不同功率的应用场景。
四、mosfet半导体场效应晶体管的应用范围1. 集成电路:mosfet因为其体积小、功耗低、性能高等特点,被广泛应用于各类集成电路中,如微处理器、存储器等。
2. 功率放大器:mosfet在功率放大器中的应用也非常广泛,其高功率放大、低噪声等特点使得其成为了功率放大器的首选器件。
3. 波形整形电路:由于mosfet对信号的响应速度很快,能够在一定程度上实现波形的整形和放大,因此也被应用在波形整形电路中。
4. 逻辑电路:mosfet的工作原理使得其在逻辑电路中有较好的应用效果,能够实现快速开关和逻辑运算等功能。
15.MOS管知识点梳理,它凭什么成为现代电力电子的主角场效应晶体管(FET)是利用电场效应来控制晶体管电流的半导体器件,因此叫场效应管。
它是一种用输入电压控制型的半导体器件。
按基本结构分为结型场效应管和金属-氧化物-半导体场效应管(又叫绝缘栅型场效应管)。
场效应管家族分类场效应管的特点:输入阻抗高、噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强、制造工艺简单。
由于市面上见到和工作中使用的主要是增强型MOSFET,下面内容以此讨论。
1.MOS管的基础知识MOS管分为N沟道MOS管和P沟道MOS管(N沟道应用更加广泛)。
MOS管的三个极分别为:栅极G、漏极D、源极S。
N沟道MOS管和P沟道MOS管电路符号N-MOS与P-MOS区别MOS管实物图(TO-220封装)注:MOS管制造工艺会造成内部D极与S极之间存在一个寄生二极管,其作用:一是电路有反向电压时,为反向电压提供续流,避免反向电压击穿MOS管;二是当DS两级电压过高时,体二极管会先被击穿,进而保护MOS;对于高速开关场合,寄生二极管由于开通速度慢,导致反向后无法迅速开通,进而损坏MOS,因此需要在外部并联一个快恢复或肖特基二极管。
2.MOS管的主要参数IRF3205规格书IRF3205规格书①漏源电流ID:是指场效应管正常工作时,漏源间所允许通过的最大电流。
场效应管的工作电流不应超过 ID 。
此参数会随结温的上升而有所降低。
②漏源击穿电压VDSS:是指栅源电压VGS 为 0 时,场效应管正常工作所能承受的最大漏源电压。
这是一项极限参数,加在场效应管上的工作电压必须小于 VDSS 。
③导通漏源电阻RDS(on):在特定的结温及漏极电流的条件下,MOSFET 导通时漏源间的最大阻抗。
它是一个非常重要的参数,决定了 MOSFET 导通时的消耗功率。
此参数一般会随结温的上升而有所增大。
故应以此参数在最高工作结温条件下的值作为损耗及压降计算。
④开启电压VT:是指增强型绝缘栅场效管中,使漏源间刚导通时(规定ID值)的栅极电压。
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PDSM5、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。
MOS管(金属氧化物半导体场效应管)是一种常见的半导体器件,它具有许多重要参数。
以下是其中一些重要参数:
1. 阈值电压(Vth):阈值电压是指在MOS管中形成导电通道所需的门极电压。
当门极电压高于阈值电压时,MOS管将处于导通状态。
2. 饱和漏源电流(Idsat):饱和漏源电流是指当MOS管工作在饱和区时,漏极和源极之间的电流。
这个参数决定了MOS管在饱和状态下的输出能力。
3. 前向跨导(gm):前向跨导是指MOS管输出电流与输入信号电压之间的变化率。
它表示了MOS管对输入信号的放大能力。
4. 输出电容(Cout):输出电容是指MOS管输出端的电容。
它对于高频应用非常重要,因为它决定了MOS管的截止频率和带宽。
5. 最大漏极电流(Idmax):最大漏极电流是指MOS管可以承受的最大电流。
超过这个限制可能导致器件破坏。
6. 负温度系数(TC):负温度系数表示MOS管阈值电压随温度变化的程度。
这个参数对于高温环境下的应用非常重要,因为它决定了器件在不同温度下的性能稳定性。
这些是MOS管中一些重要的参数,不同类型的MOS管可能还有其他特定的参数。
MOS管(场效应管)1. 简介MOS管,全称金属氧化物半导体场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor),是一种重要的电子器件。
它是由金属氧化物半导体材料构成的栅极与源极、漏极之间形成的电流控制装置。
MOS管具有高输入阻抗、低输出阻抗、低功耗、高频带宽等特点,在电子设备中得到广泛应用。
2. 结构和工作原理2.1 结构MOS管的基本结构包括栅极(Gate)、漏极(Drain)和源极(Source)三个部分。
栅极与源极之间通过绝缘层隔离,形成了一个电容,被称为栅氧化物层或栅介质层,常用的材料是二氧化硅。
2.2 工作原理MOS管是一种控制型器件,其工作原理基于场效应。
当施加在栅极上的电压发生变化时,会在源-漏通道中形成或消失一个导电路径。
这个导电路径的状态由栅极-源结附近的电场来控制。
当没有外加电压时,栅极与源极之间的电势差为零,此时MOS管处于截止状态,导电路径断开。
当施加一个正向电压时,栅极-源结形成反型结,导致MOS管处于放大状态。
当施加一个负向电压时,栅极-源结形成正型结,导致MOS管处于截止状态。
MOS管的工作原理可以用以下公式表示:I D=μC ox WL(V GS−V TH)2其中: - I D为漏极电流 - μ为迁移率 - C ox为栅氧化物层的电容 - W/L为通道宽度和长度的比值 - V GS为栅极与源极之间的电压 - V TH为阈值电压3. MOS管的分类3.1 N沟道MOS管(NMOS)N沟道MOS管是一种以N型材料作为主体材料的场效应管。
在N沟道MOS管中,漏极和源极都是N型材料。
3.2 P沟道MOS管(PMOS)P沟道MOS管是一种以P型材料作为主体材料的场效应管。
在P沟道MOS管中,漏极和源极都是P型材料。
3.3 CMOSCMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)是由N沟道MOS管和P沟道MOS管组成的互补对。
mos场效应管
MOS场效应管是指metal-oxide-semiconductor(金属氧化物半导体)场效应管,是一种纯集成电路元器件,常用来实现电子信号的转换和变换。
MOS场效应管有
三个部件组成:金属-氧化物-半导体片结构,以及与二极管类似的三极管结构。
它
的主要特点是:
1、低功耗:MOS场效应管的功耗比及其他电路元件更低,且工作稳定性好。
2、小尺寸:MOS场效应管的体积小,而能完成多种功能,可以极大地减少电
路尺寸。
3、高速读写:MOS场效应管能方便地完成高速读写操作,可以满足复杂电子
系统的需求。
4、广泛应用:MOS场效应管广泛应用于电脑、汽车电子、通信设备等多种场合,可以满足不同用户的不同需求。
MOS场效应管特有的性能和特点,使它在微电子技术的发展中发挥着重要的
作用。
它具有低功耗、小尺寸、高速读写和广泛应用等优点,可以应用于各种复杂电子系统中,以满足不同电子应用的需要。
MOS场效应管的广泛且精准的设计,
使其在电子行业中得到广泛应用,成为微电子技术发展的重要组成部分,受到了业界的高度评价。
MOS管总结金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,简称MOSFET),是一种常用的半导体器件,也是现代集成电路中使用最广泛的晶体管之一、它具有低功耗、高密度集成、开关速度快等优点,在数字电子技术和模拟电路中有着广泛的应用。
以下是关于MOSFET的总结。
首先介绍MOSFET的结构。
MOSFET由P型或N型半导体基底、一层绝缘层和一层金属导电层组成。
结构上分为两种类型:N沟道型(N-channel)和P沟道型(P-channel)。
N沟道型中,基底是P型半导体,沟道区是N型半导体;而P沟道型中,基底是N型半导体,沟道区是P型半导体。
通过对绝缘层上的金属导电层的电压控制,可以控制沟道区的导电状态,从而实现电流的传输和控制。
MOSFET的工作原理是基于场效应。
当在绝缘层上施加正向电压,形成电场时,电子或空穴会沿着绝缘层与沟道区界面堆积。
当基极与沟道区间的电压大于临界值(即门阈电压),沟道区的电导性会发生变化,导致电流的传输。
N沟道型中,当施加正向电压时,电子会从源极流向漏极;而P沟道型中,当施加负向电压时,空穴会从源极流向漏极。
MOSFET的应用十分广泛。
在数字电子技术中,MOSFET作为开关管常用于逻辑电路、存储器和微处理器等集成电路中。
由于其开关速度快、功耗低,使其成为现代电子产品节能和性能优化的重要组成部分。
在模拟电路中,MOSFET的工作在放大和调整电流等方面起着重要作用,例如在放大器、运算放大器和模拟开关等电路中广泛应用。
然而,在实际应用中,MOSFET也存在一些问题。
首先是漏电流问题,由于绝缘层不能将电流完全隔离,部分电流会通过绝缘层流失,导致功耗上升。
其次是热量问题,由于MOSFET工作时需要消耗能量,并产生热量,如果不能及时散热,会影响其性能。
此外,MOSFET还对电压变化和电磁干扰比较敏感,需要适当的抗干扰措施以保证其正常工作。
MOS管知识最全收录技术参数详解!MOS管的种类及结构MOS管,即金属(Metal)—氧化物(Oxide)—半导体(Semiconductor)场效应晶体管,是一种应用场效应原理工作的半导体器件;和普通双极型晶体管相比,MOS管具有输入阻抗高、噪声低、动态范围大、功耗小、易于集成等优势,在开关电源、镇流器、高频感应加热、高频逆变焊机、通信电源等高频电源领域得到了越来越普遍的应用。
MOS管的种类及结构MOS管是FET的一种(另一种为JFET结型场效应管),主要有两种结构形式:N沟道型和P沟道型;又根据场效应原理的不同,分为耗尽型(当栅压为零时有较大漏极电流)和增强型(当栅压为零,漏极电流也为零,必须再加一定的栅压之后才有漏极电流)两种。
因此,MOS管可以被制构成P沟道增强型、P沟道耗尽型、N沟道增强型、N沟道耗尽型4种类型产品。
图表1 MOS管的4种类型每一个MOS管都提供有三个电极:Gate栅极(表示为“G”)、Source源极(表示为“S”)、Drain漏极(表示为“D”)。
接线时,对于N沟道的电源输入为D,输出为S;P沟道的电源输入为S,输出为D;且增强型、耗尽型的接法基本一样。
图表2 MOS管内部结构图从结构图可发现,N沟道型场效应管的源极和漏极接在N型半导体上,而P沟道型场效应管的源极和漏极则接在P型半导体上。
场效应管输出电流由输入的电压(或称场电压)控制,其输入的电流极小或没有电流输入,使得该器件有很高的输入阻抗,这也是MOS管被称为场效应管的重要原因。
MOS管工作原理1N沟道增强型场效应管原理N沟道增强型MOS管在P型半导体上生成一层SiO2薄膜绝缘层,然后用光刻工艺扩散两个高掺杂的N型区,从N型区引出电极(漏极D、源极S);在源极和漏极之间的SiO2绝缘层上镀一层金属铝作为栅极G;P型半导体称为衬底,用符号B表示。
由于栅极与其它电极之间是相互绝缘的,所以NMOS又被称为绝缘栅型场效应管。
场效应管(MOS管)知识介绍
6.1场效应管英文缩写:FET(Field-effect transistor)
6.2 场效应管分类:结型场效应管和绝缘栅型场效应管
6.3 场效应管电路符号:
结型场效应管
S S
N沟道 P沟道
6.4场效应管的三个引脚分别表示为:G(栅极),D(漏极),S(源极)
D D D D
G
G G G 绝缘栅型场效应管
增强型 S 耗尽型
N沟道 P沟道 N沟道 P沟道
注:场效应管属于电压控制型元件,又利用多子导电故称单极型元件,且具有输入电阻高,噪声小,功耗低,无二次击穿现象等优点。
6.5场效应晶体管的优点:具有较高输入电阻高、输入电流低于零,几乎不要向信号源
吸取电流,在在基极注入电流的大小,直接影响集电极电流的大小,利用输出电流控制输出电源的半导体。
6.6场效应管与晶体管的比较
(1)场效应管是电压控制元件,而晶体管是电流控制元件。
在只允许从信号源取较少电流的情况下,应选用场效应管;而在信号电压较低,又允许从信号源取较多电流的条件下,应选用晶体管。
(2)场效应管是利用多数载流子导电,所以称之为单极型器件,而晶体管是即有多数载流子,也利用少数载流子导电。
被称之为双极型器件。
(3)有些场效应管的源极和漏极可以互换使用,栅压也可正可负,灵活性比晶体管好。
(4)场效应管能在很小电流和很低电压的条件下工作,而且它的制造工艺可以很方便地把很多场效应管集成在一块硅片上,因此场效应管
6.7 场效应管好坏与极性判别:将万用表的量程选择在RX1K档,用黑表笔接D极,红表笔接S极,用手同时触及一下G,D极,场效应管应呈瞬时导通状态,即表针摆向阻值较小的位置,再用手触及一下G,S极, 场效应管应无反应,即表针回零位置不动.此时应可判断出场效应管
为好管.
将万用表的量程选择在RX1K档,分别测量场效应管三个管脚之间的电阻阻值,若某脚与其他两脚之间的电阻值均为无穷大时,并且再交换表笔后仍为无穷大时,则此脚为G 极,其它两脚为S极和D极.然后再用万用表测量S极和D极之间的电阻值一次,交换表笔后再测量一次,其中阻值较小的一次,黑表笔接的是S极,红表笔接的是D极.。