简单认识MOSFET

什么是MOSFET？

MOSFET，全称为Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，即金属氧化物半导体场效应晶体管，也称为功率MOS场效应晶体管。

MOSFET是一种半导体器件，主要由金属、氧化物（通常为SiO2或SiN）和半导体三种材料制成。它利用电场的效应来控制半导体的场效应。MOSFET主要分为结型和绝缘栅型，但通常所指的是绝缘栅型中的MOS型。

MOSFET具有许多优点，如开关速度快、高频特性好、热稳定性优良、驱动电路简单、驱动功率小、安全工作区宽、无二次击穿问题等。此外，MOSFET还具有高输入电阻（通常在10^7～10^15Ω范围内）、低噪声、低功耗、大动态范围以及易于集成等特点。

MOSFET主要分为P沟道和N沟道两种类型，主要用于功率输出级，能够输出较大的工作电流（从几安到几十安）。因此，在开关电源、办公设备、中小功率电机调速等领域有广泛的应用，使得功率变换装置实现高效率和小型化。

由于MOSFET的尺寸非常小，它既可以作为核心元件，也可以被集成到电路中，实现在单个芯片上的设计和制造。这使得MOSFET在电子设备中，特别是在需要电子信号放大的应用中，具有重要的作用。

总的来说，MOSFET是一种重要的半导体器件，广泛应用于各种电子设备中，特别是在需要高效、小型化和高性能的领域。

MOSFET的类型

MOSFET或金属氧化物半导体场效应晶体管是一种具有四个端子的 FET ，即漏极、 栅极、源极和体/衬底。体端子与源极端子短路，总共留下三个工作端子，就像任何其他晶体管一样。MOSFET主要有两种类型，分别是耗尽型 MOSFET 或 D-MOSFET，以及增强型 MOSFET 或 E-MOSFET。

这两种类型都可以根据N沟道和P沟道来划分。

D-MOSFET 也称为“常开”MOSFET，因为它们在制造过程中具有内置通道。施加栅极电压会减小沟道宽度，从而关闭 MOSFET。而E-MOSFET也被称为“常关”MOSFET，因为在制造过程中没有沟道，而是通过施加电压来感应的。

因此，D-MOSFET 符号有一条实线代表漏极和源极之间的沟道，允许电流在零栅源电压下流动。而 E-MOSFET 中的虚线表示零栅源电压下电流的路径损坏或通道缺失。向内的箭头表示 N 沟道，而向外的箭头表示 P 沟道 MOSFET。

作为高边开关的P沟道MOSFET

下面是这种特殊用途的电路。一旦 PMOS 开启，它将具有非常低的压降，从而理想地为负载提供与 Vsource 相同的电压电平。因此，使用术语“高侧开关”，因为它将负载切换到高侧，即电路的正极部分。

栅极信号可以是地电平（或零电平），使得PMOS导通；或者是高电平，PMOS将关断。请注意，栅极信号的高电平必须至少等于 Vsource 的电平。如果低于 Vsource，PMOS 将不会关闭。

对于这种类型的电路，要考虑的另一件事是它允许反向电流流动。想象一下，当 Vsource 反向连接时，PMOS 的源极为负，体二极管将正向偏置，允许反向电流流动，然后负载将看到反向电压。

P沟道MOSFET作为电池反向保护

P 沟道 MOSFET 的另一个有趣用途是电池反向保护。可以像下面的简单插图一样完成。

PMOS 位于电池的高压侧或正极侧。在初始导通期间，电流将流向 PMOS 的体二极管（实际上，PMOS 上没有连接二极管。体二极管是由漏极到源极之间的 PN 结形成的。）一旦电流到达另一侧，器件的“正”和“负”之间会有电压，这是一个二极管压降。这样，PMOS 将导通，然后电流将流向 PMOS 通道而不是体二极管。

当电池反接时，体二极管不会正向偏置，因此电流无法流向另一侧。这意味着没有反向电压传输到器件。所以，它受到保护！