MOSFET理解與應用:Lec 4—MOS管工作在哪個區,看這個你就懂了

2020-11-25 百家號

往期內容

MOSFET理解與應用（Lec 2）

MOSFET理解與應用：Lec 3—你真的理解夾斷效應嗎？

本期內容

溝道長度修正MOSFET的結構和電學特性小結————————————————————————————————————

溝道長度修正上一期中提到 當V_DS>V_GS-V_TH時，溝道中出現夾斷效應，溝道的長度對略微減小。很多場景我們可以忽略這個長度的變化，但是當精度要求比較高的時候，我們就需要把溝道長度的變化考慮進來。看下面式子

因為溝道的有效長度L會隨著V_DS的增大而略微減小，所以I_D會隨著V_DS的增大而略微增大。我們可以用下面式子來表示I_D

這裡如果不考慮溝道長度變化，V_A為無窮大，考慮溝道長度變化時，V_A為有限值。I_D隨V_DS的變化的伏安特性曲線為：

MOSFET的結構和電學特性小結：1、MOSFET由金屬層-絕緣層-半導體基板三層結構組成。

現在絕大多數金屬層以多晶矽取代金屬作為其柵極材料，但是原理不變。絕緣層通常是二氧化矽。

2、MOSFET是對稱的，只有柵極是確定的，哪一端是源級，哪一端是漏極只有加載了電壓才能確定。對於NMOS來說，它靠電子導電，電子的「源泉」定義為源級。所以電壓低的一端是源級，電壓高的一端是漏極。（NMOS和PMOS的特點和區別下期詳細介紹）

3、溝道中電荷數量不是均勻分布的，靠近源級的一端電荷數量多，靠近漏極的一端電荷數量少。

4、當柵極電壓超過源級電壓V_TH時，溝道中就聚集了足夠多的電荷，只要源級和漏極有電壓差，在電壓的驅使下，這些電荷就能流動形成電流。

5、伏安特性曲線表達式：

① 當 V_GS<=V_TH時，稱為截止區，源級與漏極不導電。

② 當 V_GS>V_TH && V_DS<=V_GS-V_TH時，源級和漏極之間導電，I_D即和V_GS有關，又和V_DS有關，稱為三級區。（數字電路通常工作在三級區，關注我，後面會慢慢講到）

③ 當 V_GS>V_TH && V_DS>V_GS-V_TH時，源級和漏極之間導電，溝道中存在夾斷效應，I_D只和V_GS有關（在不考慮溝道長度變化的情況下），此時，MOSFET為一個受控電流源，受V_GS控制，此時稱為飽和區。放大器都工作在這個狀態，後面會慢慢講講CMOS放大器的所有特性。

————————————————————————————————————

本期結束，下期介紹NMOS和PMOS的區別和特性，

關注我吧：weixinMr9電子電路那些事兒

相關焦點

  • MOSFET理解與應用:Lec 7—放大器電路模型II
    NMOS在工作在飽和區時是一個非線性壓控電流源，小信號時可以看成是線性的。放大倍數與偏置有關。關注Mr. 9，助你深刻理解電子電路那些事兒。往期內容MOSFET理解與應用：Lec 3—你真的理解夾斷效應嗎？
  • MOS管在電動車窗開關上的應用
    一、電動車窗類型介紹隨現代科技的發展，電動車窗在汽車的應用領域幾乎成為了必備之物。而mos管在電動車窗的關鍵部位——開關，佔據了非常重要的位置。二、電動車窗中應用MOS管可能存在的問題電動車窗系統的繼電器可能存在出點燒毀的風險，在繼電器開關的過程中，觸點之間存在著反電動勢，產生電弧。為了解決這一問題，需要保證在開合繼電器時，觸點間的電勢差為零，電壓為零。而觸點間要保持電勢差不變，條件是繼電器必須要一個斷路中進行工作，這時線路中可以通過添加電子開關來達到想要效果。
  • MOSFET理解與應用:Lec 8—放大器電路模型III
    MOSFET理解與應用：Lec 4—MOS管工作在哪個區，看這個你就懂了中我們講過，當V_DS>V_GS-V_TH時，溝道中出現夾斷效應，很多場景我們可以忽略這個長度的變化，但是當精度要求比較高的時候，我們就需要把溝道長度的變化考慮進來。看下面式子因為溝道的有效長度L會隨著V_DS的增大而略微減小，所以I_D會隨著V_DS的增大而略微增大。
  • MOSFET理解與應用:Lec 6—放大器電路模型I
    你是不是要問為什麼是電流源，不是電壓源呢？因為我們的MOS管就是一個壓控的電流源。MOSFET理解與應用：Lec 3—你真的理解夾斷效應嗎？輸出端；VCC為供電電源，作用是為了滿足V_DS>V_GS-V_TH這個飽和區工作條件；R_L的作用和Fig.1中的R_L作用一樣，是為了將電流轉換正電壓輸出。
  • 三極體比MOS管開關功能略勝一籌?
    我們在做電路設計中三極體和mos管做開關用時候有什麼區別 工作性質：本文引用地址：http://2、成本問題：三極體便宜，mos管貴。3、功耗問題：三極體損耗大。4、驅動能力：mos管常用來電源開關，以及大電流地方開關電路。實際上就是三極體比較便宜，用起來方便，常用在數字電路開關控制。
  • MOS管工作原理圖詳解-MOS管工作原理電路圖及結構分析-KIA MOS管
    在MOS管工作原理圖上可以看到，漏極和源極之間有一個寄生二極體。這個叫體二極體，在驅動感性負載(如馬達)，這個二極體很重要。順便說一句，體二極體只在單個的MOS管中存在，在集成電路晶片內部通常是沒有的。
  • 詳解mos管原理及幾種常見失效分析
    在多數情況下，這個兩個區是一樣的，即使兩端對調也不會影響器件的性能。這樣的器件被認為是對稱的。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201710/368826.htm　　mos管—工作原理　　mos管的工作原理（以N溝道增強型mos場效應管）它是利用VGS來控制「感應電荷」的多少，以改變由這些「感應電荷」形成的導電溝道的狀況，然後達到控制漏極電流的目的。
  • 三極體和MOS管有啥區別?
    2、成本問題：三極體便宜，mos管貴。3、功耗問題：三極體損耗大。4、驅動能力：mos管常用來電源開關，以及大電流地方開關電路。三極體比較便宜，用起來方便，常用在數字電路開關控制。MOS管用於高頻高速電路，大電流場合，以及對基極或漏極控制電流比較敏感的地方。
  • 三極體和MOS管具體有哪些區別?
    一般來說低成本場合，普通應用的先考慮用三極體，不行的話考慮MOS管。實際上說電流控制慢，電壓控制快這種理解是不對的。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。三極體是靠載流子的運動來工作的，以npn管射極跟隨器為例，當基極加不加電壓時，基區和發射區組成的pn結為阻止多子（基區為空穴，發射區為電子）的擴散運動，在此pn結處會感應出由發射區指向基區的靜電場（即內建電場），當基極外加正電壓的指向為基區指向發射區，當基極外加電壓產生的電場大於內建電場時，基區的載流子（電子）才有可能從基區流向發射區，此電壓的最小值即
  • mos管導通壓降多大?
    打開APP mos管導通壓降多大？MOS管的source和drain是可以對調的，他們都是在P型backgate中形成的N型區。在多數情況下，這個兩個區是一樣的，即使兩端對調也不會影響器件的性能。這樣的器件被認為是對稱的。
  • MOSFET理解與應用:Lec 9—NMOS、PMOS小信號電路模型總結
    （這裡我們提到的小信號模型都是指MOS管工作在飽和區，此時MOS管為壓控電流源。）不懂的請看MOSFET理解與應用：Lec 6—放大器電路模型I，MOSFET理解與應用：Lec 8—放大器電路模型III。
  • 乾貨| 這樣講你就懂了:MOS管開關時的米勒效應
    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
    假定那個開關（三極體或者mos管）已經斷開了很長時間，所有的元件都處於理想狀態，電容電壓等於輸入電壓。下面要分充電和放電兩個部分來說明這個電路。MOS管自舉電容工作原理：自舉電容，內部高端MOS需要得到高出IC的VCC的電壓，通過自舉電路升壓得到，比VCC高的電壓，否則，高端MOS無法驅動。
  • MOSFET理解與應用(Lec 1)
    現在所有電子產品中的晶片、放大器中的基本結構就是MOSFET，學好MOSFET是理解這些晶片、放大電路的前提。學習MOSFET之前需要具備哪些知識？前三個字母反應了它的結構，MOSFET就是由導體-氧化物-半導體三層結構組成的器件，而後三個字母則反應了他的工作特性，它是一個感應電壓的電晶體。
  • 詳細講解MOS管的米勒效應
    （Vgs上升，則導通電阻下降，從而Vds下降）米勒效應在MOS驅動中臭名昭著，他是由MOS管的米勒電容引發的米勒效應，在MOS管開通過程中，GS電壓上升到某一電壓值後GS電壓有一段穩定值，過後GS電壓又開始上升直至完全導通。為什麼會有穩定值這段呢？
  • 4953mos管雙P溝道增強型MOSFET電晶體
    4953 mos管雙P溝道MOSFET單P溝道MOSFET 4953內部包括兩個獨立的、P溝道金屬氧化物場效應管。它有超低的導通電阻RDS（ON），適合用LED顯示屏，LED顯示器驅動，也可用來做負載開關或PWM開關應用領域　　LED顯示屏，LED顯示器，負載開關或者PWM開關。
  • mos管開關電路圖大全(八款mos管開關電路設計原理圖詳解)
    mos管開關電路圖大全（八款mos管開關電路設計原理圖詳解）
  • 三極體和MOS管工作原理詳解
    集電區體積較大，且為了順利收集邊緣載流子，參雜濃度介於發射極與基極之間。三極體基本工作原理三極體的主要功能有：交流信號放大、直流信號放大和電路開關。同時三極體有三個工作區間，分別是：放大區、飽和區和截止區。這三個區域的工作原理會在後面詳細介紹。這裡首先介紹的就是交流信號放大、直流信號放大的放大功能，此時三極體工作在放大區。
  • mos管開關電路_pwm驅動mos管開關電路圖分享
    打開APP mos管開關電路_pwm驅動mos管開關電路圖分享 發表於 2018-01-04 13:41:14 MOS管分為N溝道與P溝道，所以開關電路也主要分為兩種。本文為大家帶來三種pwm驅動mos管開關電路解析。 常見pwm驅動mos管開關電路 IRF540就是很常用的MOS管了，特殊負載如H橋裡面的雙MOS驅動。
  • TLP250功率驅動模塊在IRF840 MOSFET中的應用(圖)
    快速電力電子器件mosfet的出現，為斬波頻率的提高創造了條件，提高斬波頻率可以減少低頻諧波分量，降低對濾波元器件的要求，減少了體積和重量。採用自關斷器件，省去了換流迴路，又可提高斬波器的頻率。---直流電動機的勵磁迴路和電樞迴路電流的自動調節常常採用功率mosfet。