形象圖示MOS管與三極體的原理與特點

2020-12-03 大象韓

MOS管和三極體是電子電路的基礎，也是集成電路的基礎。為了更容易理解它們的工作原理，這裡用形象圖示一下它們的原理和特點。

一、MOS管

MOS管是電壓控制型器件，柵極（G）的電壓控制源極（S）和漏極（D）之間的電流。下面以NMOS為例圖示如下。

NMOS管的原理圖示

它們好像是一個受外界磁力控制的開關，當外面有紅色磁體時，好像柵極（G）加壓，內部的黃色閥門就開啟，綠色的電子好像水流一樣就會從源極（S）流到漏極（D）。

剛開始水流隨著閥門的開啟增大而增大，這就是線性工作區。當閥門開到一定程度，水流不會再增大了，因為管子滿了。這就是飽和區工作狀態。

二、三極體

三極體是電流控制型器件，基極（B）的電流控制發射極（E）和集電極（C）之間的電流。下面以NPN管為例圖示如下。

NPN管的原理圖示

三極體好像是一個為了取小水而漏掉大水的例子。如上圖所示，當不取水時，閥門關閉了大小管道，都沒有電流。當通過小管道開啟閥門取一點水的時候，水就會漫過閥門空隙流到大管道另外一端。當閥門開的越大，漏掉的水就越多，好像小水流可以控制大漏水一樣，這就是線性工作區。如果閥門開大到一定程度，管子滿了，那麼再開大閥門也不會增加水流了，這就是飽和工作區。

MOS管和三極體的特點有點相似：它們都可以做開關（飽和區），也都可以做放大器（線性區）使用。但是MOS管由於柵極與源漏之間是隔開的，沒有像三極體那樣直接聯通，所以使用起來，各電極之間信號更乾淨更容易控制。所以MOS管已經是集成電路的主力了。

集成電路yi'jiao

當然，任何比喻都不可能是完美的，但上圖是經過思考，基本符合微觀原理的。若有不妥，請批評指正。（大象講堂17）

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