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當(dāng)前位置:深圳市晧辰電子科技有限公司>>技術(shù)文章>>干貨 | MOS場效應(yīng)管基本知識
半導(dǎo)體三極管中參與導(dǎo)電的有兩種極性的載流子,,所以也稱為雙極型三極管,。本文將介紹另一種三極管,,這種三極管只有一種載流子參與導(dǎo)電,所以也稱為單極型三極管,,因?yàn)檫@種管子是利用電場效應(yīng)控制電流的,,所以也叫場效應(yīng)三極管(FET),簡稱場效應(yīng)管,。
場效應(yīng)管可以分成兩大類,,一類是結(jié)型場效應(yīng)管(JFET),另一類是絕緣柵場效應(yīng)管(MOSFET),。
如果你在某寶里搜索“場效應(yīng)管”你會發(fā)現(xiàn),,搜索出來的基本上是絕緣柵場效應(yīng)管。
即使搜索“結(jié)型場效應(yīng)管”,,出來的也只有幾種,,你是不是懷疑結(jié)型場效應(yīng)管已經(jīng)被人類拋棄了的感覺,沒錯(cuò),,JFET相對來說是比較少使用的,,如果你問百度,百度貌似也無法回答你這個(gè)問題,。
下面我們就跳過JFET,,來點(diǎn)實(shí)際的,還是直接分享絕緣柵場效應(yīng)管的相關(guān)基礎(chǔ)知識吧,。
絕緣柵場效應(yīng)管中文全稱是金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管,,由于這種場效應(yīng)管的柵極被絕緣層隔離,所以又叫絕緣柵場效應(yīng)管,,英文簡稱是MOSFET,,一般也簡稱為MOS管。
MOSFET的輸入電阻很高,,高達(dá)109Ω以上,,從導(dǎo)電溝道來分,可以分為N溝道和P溝道兩種,,無論是N溝道還是P溝道,,又可以分為增強(qiáng)型和耗盡型。
N溝道的MOS管通常也簡稱為NMOS,,P溝道的MOS管簡稱為PMOS,。
▲ MOS管種類
MOS管共有3個(gè)腳,柵極G,,漏極D,,源極S,通常情況下,MOS管的襯底是跟S極在管子內(nèi)部是連接在一起的,,而且,,MOS管的D極和S極之間一般會有一個(gè)寄生二極管,所以,,你見到的MOS管的符號通常是畫成下面這樣的,。
▲ MOS管符號通常是畫成這樣的
仔細(xì)觀察的朋友可以發(fā)現(xiàn),無論是N溝道還是P溝道,,寄生二極管的方向總是跟箭頭的方向是一致的,。
其實(shí)在一般使用中,更多是使用N溝道增強(qiáng)型或者P溝道增強(qiáng)型MOS管,,耗盡型的管子是比較少使用到的,。
那么,如何使用MOS管做電子開關(guān),?比如用來驅(qū)動LED,?先來兩個(gè)圖。
▲ MOS管做電子開關(guān)的簡單應(yīng)用
一般認(rèn)為MOS管導(dǎo)通是不需要電流,,只要UGS提供一定的電壓就可以導(dǎo)通了,。
對于N溝道增強(qiáng)型的MOS管,當(dāng)UGS大于一定值時(shí)就會導(dǎo)通,,這里所說的“一定值”是指開啟電壓UGS(th),,N溝道增強(qiáng)型UGS(th)一般是2~4V之間。
對于P溝道增強(qiáng)型的MOS管,,當(dāng)UGS小于一定值時(shí)就會導(dǎo)通,,P溝道增強(qiáng)型UGS(th)一般是-2~-4V之間。
如果UGS達(dá)不到相應(yīng)的電壓值,,MOS就無法導(dǎo)通,,所以說MOS管是電壓控制型元件。
可能會有朋友問,,電路圖中的電阻Rgs有什么作用,?
是這樣的,在MOS管內(nèi)部結(jié)構(gòu)里,,G極與D極,、S極實(shí)際上是有一層絕緣層二氧化硅進(jìn)行隔離的,這就相當(dāng)于存在一個(gè)電容器,。
這些寄生電容是無法避免的,,電容的大小由MOS管的結(jié)構(gòu)、材料,、所加的電壓決定,。
如果上面的電路圖沒有電阻Rgs的,,電路將會變成怎樣呢,下面以圖1為例,,做個(gè)小實(shí)驗(yàn)。
沒有電阻Rgs時(shí),,在G極接上5V控制信號,,相當(dāng)于給寄生電容Cgs進(jìn)行充電,即使撤去G極上的控制電壓,,G極上也有電容的電壓存在,,所以MOS仍然是導(dǎo)通的。
當(dāng)有G,、S兩極有電阻Rgs時(shí),,當(dāng)G極撤去5v,電阻Rgs可以把寄生電容Cgs上的電壓進(jìn)行釋放,,所以MOS就截止了,。
所以,上面電路加入電阻Rgs,,可以對電容的電壓進(jìn)行及時(shí)的釋放,,這樣有利于提高電路的可靠性,可以避免G極沒有控制信號時(shí)誤動作,。
MOS管具有輸入阻抗高,、開關(guān)速度快、熱穩(wěn)定性好,、電壓控制電流等特性,,在電路中,可以用作放大器,、電子開關(guān)等用途,。MOS管相關(guān)的知識還有很多,以后再跟大家討論,。
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