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MOS管结构构造、特点、实用电路资料下载
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2021-03-31
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MOS管学名是场效应管，是金属-氧化物-半导体型场效应管，属于绝缘栅型，本文就结构构造、特点、实用电路等几个方面用工程师的话详细描述。
其结构示意图：
解释1：沟道
上面图中，下边的p型中间一个窄长条就是沟道，使得左右两块P型极连在一起，因此mos管导通后是电阻特性，因此它的一个重要参数就是导通电阻，选用mos管必须清楚这个参数是否符合需求。
解释2：n型
上图表示的是p型mos管，读者可以依据此图理解n型的，都是反过来即可，因此，不难理解，n型的如图在栅极加正压会导致导通，而p型的相反。
解释3：增强型
相对于耗尽型，增强型是通过“加厚”导电沟道的厚度来导通，栅极电压越低，则p型源、漏极的正离子就越靠近中间，n衬底的负离子就越远离栅极，栅极电压达到一个值，叫阀值或坎压时，由p型游离出来的正离子连在一起，形成通道，就是图示效果。 因此，容易理解，栅极电压必须低到一定程度才能导通，电压越低，通道越厚，导通电阻越小。 由于电场的强度与距离平方成正比，因此，电场强到一定程度之后，电压下降引起的沟道加厚就不明显了，也是因为n型负离子的“退让”是越来越难的。 耗尽型的是事先做出一个导通层，用栅极来加厚或者减薄来控制源漏的导通。但这种管子一般不生产，在市面基本见不到， 所以，大家平时说mos管，就默认是增强型的。
解释4：左右对称
图示左右是对称的，难免会有人问怎么区分源极和漏极呢？其实原理上，源极和漏极确实是对称的，是不区分的。 但在实际应用中，厂家一般在源极和漏极之间连接一个二极管，起保护作用，正是这个二极管决定了源极和漏极，这样，封装也就固定了，便于实用。 我的老师年轻时用过不带二极管的mos管， 非常容易被静电击穿，平时要放在铁质罐子里，它的源极和漏极就是随便接。
解释5：金属氧化物膜
图中有指示，这个膜是绝缘的，用来电气隔离，使得栅极只能形成电场，不能通过直流电，因此是用电压控制的。 在直流电气上，栅极和源漏极是断路，不难理解，这个膜越薄电场作用越好、坎压越小、相同栅极电压时导通能力越强， 坏处是： 越容易击穿、工艺制作难度越大而价格越贵。 例如导通电阻在欧姆级的，1角人民币左右买一个，而2402等在十毫欧级的，要2元多（批量买。 零售是4元左右）。
解释6：与实物的区别
上图仅仅是原理性的，实际的元件增加了源-漏之间跨接的保护二极管，从而区分了源极和漏极。 实际的元件，p型的衬底是接正电源的，使得栅极预先成为相对负电压，因此p型的管子，栅极不用加负电压了，接地就能保证导通。 相当于预先形成了不能导通的沟道，严格讲应该是耗尽型了，好处是明显的，应用时抛开了负电压。
解释7：寄生电容
上图的栅极通过金属氧化物与衬底形成一个电容，越是高品质的mos，膜越薄，寄生电容越大，经常mos管的寄生电容达到nF级，这个参数是mos管选择时至关重要的参数之一，必须考虑清楚。 Mos管用于控制大电流通断，经常被要求数十K乃至数M的开关频率，在这种用途中，栅极信号具有交流特征，频率越高交流成分越大，寄生电容就能通过交流电流的形式通过电流，形成栅极电流。 消耗的电能、产生的热量不可忽视，甚至成为主要问题，为了追求高速，需要强大的栅极驱动，也是这个道理。
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