什么是MOS管
MOS管,即金属-氧化物-半导体场效应晶体管,也可被称作金属-绝缘体-半导体结构。其source和drain极是可以互换位置的,通常在P型backgate中形成N型区。在多数情况下,这两区的互换不会对器件性能产生影响,使得MOS管呈现出对称性。
MOS管的优势
1. 适用于放大电路:由于场效应管的输入阻抗极高,因此耦合电容可以减小容量,无需使用电解电容器。
2. 优秀的阻抗变换能力:其高输入阻抗特别适合用于多级放大器的阻抗变换。
3. 灵活的应用:可作可变电阻、恒流源、电子开关等。
4. 电路设计灵活性大:栅偏压可正可负可零,而三极管和电子管则在特定偏压下工作。其高输入阻抗可以减轻信号源负载,易于与前级匹配。
MOS管结构原理图解
1、结构和符号(以N沟道增强型为例)
在P型硅基底上扩散两个N型区作为漏极和源极,其上覆盖二氧化硅绝缘层并引出一个电极作为栅极。
2、工作原理(以N沟道增强型为例详细说明)
当VGS(栅源电压)达到一定值时,P区表面将形成反型层,将两侧的N区沟通,形成导电沟道。随着VGS的增加,反型层变厚,导致VDS(漏源电压)增加时ID(漏极电流)也增加。当VGS≥VT(开启电压)时,在VDS较小的情况下开始导电。当VDS继续增大到一定值后,靠近漏极的沟道被夹断,形成夹断区。
MOS管的三个极及判定方法
MOS管的三个极分别是:栅极G、漏极D和源极S。要求栅极和源极之间的电压超过特定值时,漏极和源极才能导通。判定方法如下:
1. 判断栅极G
通过特定的驱动电路和波形测试来判断G极。如果G信号波形不够陡峭或在切换阶段造成大量电能损耗,会影响电路转换效率和MOS管的寿命。
2. 判断源极S和漏极D
使用万用表在源极和漏极之间测量电阻。通过交换表笔测量两次电阻,其中较低的电阻值对应的一次为正向电阻,此时黑表笔接的是源极,红表笔接的是漏极。
3. 丈量漏-源通态电阻RDS(on)
通过测试漏源之间的通态电阻来判断MOS管的性能。例如,使用特定型号的万用表测量VMOS管的RDS(on)值,并与典型值进行比较。
MOS管(场效应管)的应用领域
MOS管(场效应管)广泛应用于工业、新能源、交通运输、绿色照明等领域。例如,它们被用于步进马达驱动、电钻工具、光伏逆变、充电桩、车载逆变器、LED照明电源等。
MOS管降压电路
在电路图中,Q27作为N沟道MOS管。当U22A的1脚输出高电平时,Q27导通,将VCC-DDR内存电压降压以获得1.2V的HT总线供电。而当U22A的1脚输出低电平时,Q27截止,1.2V_HT总线电压为0V。