乾貨| MOS場效應管基本知識

2020-11-22 電子工程專輯

半導體三極體中參與導電的有兩種極性的載流子，所以也稱為雙極型三極體。本文將介紹另一種三極體，這種三極體只有一種載流子參與導電，所以也稱為單極型三極體，因為這種管子是利用電場效應控制電流的，所以也叫場效應三極體（FET），簡稱場效應管。

場效應管可以分成兩大類，一類是結型場效應管（JFET），另一類是絕緣柵場效應管（MOSFET）。



如果你在某寶裡搜索「場效應管」你會發現，搜索出來的基本上是絕緣柵場效應管。



即使搜索「結型場效應管」，出來的也只有幾種，你是不是懷疑結型場效應管已經被人類拋棄了的感覺，沒錯，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問題。



下面我們就跳過JFET，來點實際的，還是直接分享絕緣柵場效應管的相關基礎知識吧。
絕緣柵場效應管中文全稱是金屬-氧化物半導體場效應電晶體，由於這種場效應管的柵極被絕緣層隔離，所以又叫絕緣柵場效應管，英文簡稱是MOSFET，一般也簡稱為MOS管。
MOSFET的輸入電阻很高，高達109Ω以上，從導電溝道來分，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管共有3個腳，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寄生二極體，所以，你見到的MOS管的符號通常是畫成下面這樣的。
仔細觀察的朋友可以發現，無論是N溝道還是P溝道，寄生二極體的方向總是跟箭頭的方向是一致的。
其實在一般使用中，更多是使用N溝道增強型或者P溝道增強型MOS管，耗盡型的管子是比較少使用到的。
那麼，如何使用MOS管做電子開關？比如用來驅動LED？先來兩個圖。
一般認為MOS管導通是不需要電流，只要UGS提供一定的電壓就可以導通了。
對於N溝道增強型的MOS管，當UGS大於一定值時就會導通，這裡所說的「一定值」是指開啟電壓UGS(th)，N溝道增強型UGS(th)一般是2~4V之間。


對於P溝道增強型的MOS管，當UGS小於一定值時就會導通，P溝道增強型UGS(th)一般是-2~-4V之間。



如果UGS達不到相應的電壓值，MOS就無法導通，所以說MOS管是電壓控制型元件。
是這樣的，在MOS管內部結構裡，G極與D極、S極實際上是有一層絕緣層二氧化矽進行隔離的，這就相當於存在一個電容器。



這些寄生電容是無法避免的，電容的大小由MOS管的結構、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，做個小實驗。


沒有電阻Rgs時，在G極接上5V控制信號，相當於給寄生電容Cgs進行充電，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仍然是導通的。


當有G、S兩極有電阻Rgs時，當G極撤去5V信號，電阻Rgs可以把寄生電容Cgs上的電壓進行釋放，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行及時的釋放，這樣有利於提高電路的可靠性，可以避免G極沒有控制信號時誤動作。


MOS管具有輸入阻抗高、開關速度快、熱穩定性好、電壓控制電流等特性，在電路中，可以用作放大器、電子開關等用途。MOS管相關的知識還有很多，以後再跟大家討論。

推薦閱讀

乾貨 | 詳解正激、反激、推挽、全橋、半橋區別和特點

乾貨 | 20種電子元器件等效電路總匯

乾貨 | 電容器的基礎知識

乾貨 | 電工必讀！雨季防雷保護基本措施

http://www.eeworld.com.cn/mp/wap
  EEWorld（www.eeworld.com.cn）

相關焦點

  • MOS場效應管基本知識
    歡迎加入技術交流QQ群（2000人）：電力電子技術與新能源 1105621549在這裡有電力電子、新能源乾貨、行業發展趨勢分析
  • 場效應管工作原理- -場效應管工作原理也瘋狂
    一、場效應管的工作原理- -概念　　場效應管(FET)是場效應電晶體(field-effect transistor)的簡稱，由於它僅靠半導體中的多數載流子導電，也稱為單極性場效應管，是一種常見的利用輸入迴路的電場效應來控制輸出迴路電流的一種電壓控制性半導體器件
  • 功率MOS管燒毀的原因(米勒效應)
    這個電流通路的電阻被成為mos內阻，就是導通電阻<Rds(on)>。這個內阻大小基本決定了mos晶片能承受的最大導通電流（當然和其它因素有關，最有關的是熱阻）。內阻越小承受電流越大（因為發熱小）。
  • 場效應管知識 什麼叫場效應管 場效應管工作原
    作用: 場效應管可應用於放大.由於場效應管放大器的輸入阻抗很高,因此耦合電容可以容量較小,不必使用電解電容器. 場效應管可以用作電子開關. 場效應管很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換.常用於多級放大器的輸入級作阻抗變換.場效應管可以用作可變電阻.場效應管可以方便地用作恆流源.
  • 新潔能場效應管NCE80H12在電動車控制器中的功能和用途
    大家好，今天來給大家介紹下場效應管NCE80H12在電動車控制器中的功能和用途。新潔能MOS管NCE80H12是一款漏源電壓可達80V，連續漏極電流120A的TO-220封裝的N溝道直插MOS管。作為驅動部分的開關管，MOS管的主要被關注點是耐壓，耐流值以及開關速度。MOS管是電壓驅動型器件，只要柵極G和源級S間給一個適當電壓，源級S和D間導電通路就形成。這個電流通路的電阻被稱為MOS管內阻，也就是導通電阻。這個內阻大小基本決定了MOS管晶片能承受得多大導通電流（當然和其它因素有關，如熱阻）。
  • 三極體和MOS管的區別
    要真正理解得了解雙極電晶體和mos電晶體的工作方式才能明白。三極體工作時，兩個pn結都會感應出電荷，當做開關管處於導通狀態時，三極體處於飽和狀態，如果這時三極體截至，pn結感應的電荷要恢復到平衡狀態，這個過程需要時間。而mos三極體工作方式不同，沒有這個恢復時間，因此可以用作高速開關管。 （1）場效應管是電壓控制元件，而電晶體是電流控制元件。
  • MOS管開關時的米勒效應--通俗易懂篇
    米勒效應指在MOS管開通過程會產生米勒平臺，原理如下。理論上驅動電路在G級和S級之間加足夠大的電容可以消除米勒效應。但此時開關時間會拖的很長。一般推薦值加0.1Ciess的電容值是有好處的。下圖中粗黑線中那個平緩部分就是米勒平臺。
  • MOS管自舉電路工作原理及升壓自舉電路結構圖
    MOS管自舉電路原理：舉個簡單的例子：有一個12V的電路，電路中有一個場效應管需要15V的驅動電壓，這個電壓怎麼弄出來？就是用自舉。通常用一個電容和一個二極體，電容存儲電荷，二極體防止電流倒灌，頻率較高的時候，自舉電路的電壓就是電路輸入的電壓加上電容上的電壓，起到升壓的作用。
  • 電子工程師都應該掌握的MOS管知識
    MOS管是金屬 (metal) — 氧化物 (oxide) — 半導體 (semiconductor) 場效應電晶體，或者稱是金屬 — 絕緣體 (insulator) — 半導體。
  • MOS管的發展歷程
    1MOS的起源 MOS管的全稱是金屬-氧化物-半導體場效應電晶體。MOS管的發明最早可以追溯到19世紀30年代，由德國人提出了Lilienfeld場效應電晶體的概念，之後貝爾實驗室的肖特基發明者Shcokley等人也嘗試過研究發明場效應管，但是都失敗了。1949年Shcokley提出了注入少子的雙極性電晶體的概念。到了1960年，有人提出用二氧化矽改善雙極性電晶體的性能，就此MOS管來到了人世間。
  • 場效應管原理、場效應管的小信號模型及其參數
    場效應管是只有一種載流子參與導電，用輸入電壓控制輸出電流的半導體器件。有N溝道器件和P溝道器件。有結型場效應三極體JFET(Junction Field Effect Transister)和絕緣柵型場效應三極體IGFET( Insulated Gate Field Effect Transister) 之分。
  • 2586場效應管能不能使用3205場效應管代替?
    想要知道2586場效應管能不能用3205場效應管代替？2586場效應管應該指的是2SK2586，3205場效應管應該指的是IRF3205，想要知道能不能替換先要了解它們的詳細技術參數。場效應管技術參數2SK2586場效應管最高工作電壓VDSS=60V，最大漏極電流ID=60A，完全導通時內阻RDS=7mΩ，工作溫度範圍-55℃~150℃，開啟電壓VGS範圍2V~20V，飽和開啟電壓5V以上，典型值10V，開通延時35ns，關斷延時480ns。
  • 場效應管在電路中的應用特性
    場效應管按其結構不同分為兩大類，即絕緣柵型場效應管和結型場效應管。絕緣柵型場效應管由金屬、氧化物和半導體材料製成，簡稱MOS管。M0S管按其工作狀態可分為增強型和耗盡型兩種，每種類型按其導電溝道不同又分為N溝道和P溝道兩種。結型場效應管按其導電溝道不同也分為N溝道和P溝道兩種。下圖所示結型場效應管和絕緣柵 型場效應管的實物外形。
  • mos管導通壓降多大?
    打開APP mos管導通壓降多大？ 發表於 2017-11-26 08:34:37 　　mos管是金屬（metal）—氧化物（oxide）—半導體（semiconductor）場效應電晶體，或者稱是金屬—絕緣體（insulator）—半導體。
  • MOS管及其擴展的知識
    本文轉載自【微信公眾號：strongerHuang，ID:strongerHuang】經微信公眾號授權轉載，如需轉載與原文作者聯繫文章簡單總結一下MOS管，如下是本文目錄。▉ 場效應管分類場效應管分為結型（JFET）和金屬-氧化物-半導體型（MOSFET）兩種類型。
  • 如何測量場效應管好壞
    經過這兩次判斷，這個場效應管就是好的。如果所測的結果與上述不符，則這個場效應管就是壞的。要麼是擊穿了，要麼是性能不好了。 　　其原因是人體幾個部位和電阻對場效應管起到偏置作用，使之進入飽和區。 　　（2）也可以用舌尖舔住柵極，現象同上。 　　場效應管有什麼作用還有怎樣來測量極性和判斷好壞，放大倍數等場效應管的作用 　　1、場效應管可應用於放大。由於場效應管放大器的輸入阻抗很高，因此耦合電容可以容量較小，不必使用電解電容器。
  • DC-DC電源轉換器最佳MOS管型號:10N60,替代TK10A60D參數場效應管!
    實際的應用中，目前10A60D參數場效應管在國內有沒有優質可代換的型號呢？作為一名電源轉化器廠的電子工程師可以留意了，在產品應用中，除了TK10A60D型號能夠在電源轉化器中使用外，大家還可以留意下FHF10N60型號參數。怎麼說FHF10N60是可以直接跟TK10A60D型號對標替代使用呢？
  • 硬體必備技能,MOS管構成的基本門邏輯電路
    MOS管構成的緩衝器Buffer和漏極開路們OD門是數字電路非常重要的概念，怎麼構成的；反相器，線與邏輯怎麼玩，又怎麼用呢？根據原理圖，真值表，應用典型電路全面了解基本的邏輯門，與門，或門，與非門。半導體SS, TT, FF是怎麼回事？**1.
  • MOSFET管開關電路基本知識總結
    (一)MOSFET管的基本知識MOSFET是利用半導體表面的電場效應進行工作的,也稱為表面場效應器件.它分為N溝道和P溝道兩類,其中每一類又可分為增強型和耗盡型兩種,所謂耗盡型就是當時,存在導電溝道,所謂增強型就是時,沒有導電溝道,即
  • 功率mos管為何會被燒毀?都進來看看!
    這個電流通路的電阻被成為mos內阻，就是導通電阻<Rds(on)>。這個內阻大小基本決定了mos晶片能承受的最大導通電流（當然和其它因素有關，最有關的是熱阻），內阻越小承受電流越大（因為發熱小）。