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  • MOS管符号特性规则

    2019-10-10 10:46:11
    MOS管符号 MOS管的英文全称叫MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor),即金属氧化物半导体场效应管,属于场效应管中的绝缘栅型。因此,MOS管有时被称为绝缘栅场效应管。在一般电子电路中,MOS...

    MOS管符号

    MOS管的英文全称叫MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor),即金属氧化物半导体型场效应管,属于场效应管中的绝缘栅型。因此,MOS管有时被称为绝缘栅场效应管。在一般电子电路中,MOS管通常被用于放大电路或开关电路。

    MOS管的构造

    在一块掺杂浓度较低的P型半导体硅衬底上,用半导体光刻、扩散工艺制作两个高掺杂浓度的N+区,并用金属铝引出两个电极,分别作为漏极D和源极S。然后在漏极和源极之间的P型半导体表面复盖一层很薄的二氧化硅(Si02)绝缘层膜,在再这个绝缘层膜上装上一个铝电极,作为栅极G。这就构成了一个N沟道(NPN型)增强型MOS管。显然它的栅极和其它电极间是绝缘的。图1-1所示 A 、B分别是它的结构图和代表符号。

    同样用上述相同的方法在一块掺杂浓度较低的N型半导体硅衬底上,用半导体光刻、扩散工艺制作两个高掺杂浓度的P+区,及上述相同的栅极制作过程,就制成为一个P沟道(PNP型)增强型MOS管。图1-2所示A 、B分别是P沟道MOS管道结构图和代表符号。

    MOS管的工作原理

    在这里插入图片描述 在这里插入图片描述
    从图1-3-A可以看出,增强型MOS管的漏极D和源极S之间有两个背靠背的PN结。当栅-源电压VGS=0时,即使加上漏-源电压VDS,总有一个PN结处于反偏状态,漏-源极间没有导电沟道(没有电流流过),所以这时漏极电流ID=0。

    此时若在栅-源极间加上正向电压,图1-3-B所示,即VGS>0,则栅极和硅衬底之间的SiO2绝缘层中便产生一个栅极指向P型硅衬底的电场,由于氧化物层是绝缘的,栅极所加电压VGS无法形成电流,氧化物层的两边就形成了一个电容,VGS等效是对这个电容充电,并形成一个电场,随着VGS逐渐升高,受栅极正电压的吸引,在这个电容的另一边就聚集大量的电子并形成了一个从漏极到源极的N型导电沟道,当VGS大于管子的开启电压VT(一般约为 2V)时,N沟道管开始导通,形成漏极电流ID,我们把开始形成沟道时的栅-源极电压称为开启电压,一般用VT表示。控制栅极电压VGS的大小改变了电场的强弱,就可以达到控制漏极电流ID的大小的目的,这也是MOS管用电场来控制电流的一个重要特点,所以也称之为场效应管。

    MOS管的电压极性和符号规则

    图1-4-A 是N沟道MOS管的符号,图中D是漏极,S是源极,G是栅极,中间的箭头表示衬底,如果箭头向里表示是N沟道的MOS管,箭头向外表示是P沟道的MOS管。
    在实际MOS管生产的过程中衬底在出厂前就和源极连接,所以在符号的规则中;表示衬底的箭头也必须和源极相连接,以区别漏极和源极。图1-5-A是P沟道MOS管的符号。
    MOS管应用电压的极性和我们普通的晶体三极管相同,N沟道的类似NPN晶体三极管,漏极D接正极,源极S接负极,栅极G正电压时导电沟道建立,N沟道MOS管开始工作,如图1-4-B所示。同样P道的类似PNP晶体三极管,漏极D接负极,源极S接正极,栅极G负电压时,导电沟道建立,P沟道MOS管开始工作,如图1-5-B所示。
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  • 场效应图形符号、特性、说明解析 ...P型沟道结型场效应电路图符号如左图所示,它的G极箭头向外,以表示是P型沟道,旧P型沟道结型场效应的电路图形符号中有个圆圈,如下图: 左图为增强型P沟道绝缘栅极场效应

    场效应管图形符号、特性、说明解析

    N型沟道结型场效应管电路图形符号如左图所示,场效应管共有3个电极,电路图形符号中用字母表示各电极,栅极用G表示,源级用S表示,漏极用D表示。电路图形符号中表示出了结型与N型沟道,G极的箭头方向表示是P型还是N型沟道,N型沟道场效应管其G极箭头朝里。旧的N型结型场效应管电路图形符号中有个圆圈,如下图:

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    P型沟道结型场效应管电路图符号如左图所示,它的G极箭头向外,以表示是P型沟道,旧P型沟道结型场效应管的电路图形符号中有个圆圈,如下图:

    在这里插入图片描述

    左图为增强型P沟道绝缘栅极场效应管电路图符号,符号中表示出它是绝缘栅型场效应管电路图形符号中有个圆圈,如下图:

    在这里插入图片描述

    增强型N沟道绝缘栅型场效应管电路图形符号箭头朝里表示它是N沟道,旧的N沟道绝缘栅型场效应管电路图形符号中有个圈圈,如下图:

    在这里插入图片描述

    耗尽型N沟道绝缘栅型场效应管图形符号与增强型场效应管电路图形符号的不同之处是用实线表示,如下图:

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    耗尽型双栅N沟道绝缘栅型场效应管的电路图形符号如左图所示,这种场效应管有两个栅极G1、G2,如下图:

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    N沟道结型场效应管对管的电路图形符号如左图所示,它是在一个管壳内装上两只性能参数相同(十分相近)的场效应管,如下图:

    在这里插入图片描述
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  • MOS 场效应 应用

    2020-08-11 10:26:08
    MOS管在硬件设计中经常使用到,下面是N型MOS管,包括栅极G,源极S,漏级D。 P型的MOS管的电路符号如下: MOS管和三极管类似,只不过MOS管是压控压型(电压控制),而三极管是流控流型(电流控制)。 至于MOS...

    一般MOS管的参数,Vgs和Vgs(th)分别是什么意思,区别是什么?????

    Vgs:指g和s之耐压值,一般为±20V.

    Vgs(th):MOSFET开始ON时的输入电压值.

    Vgs(th)这个值很关键,选MOS时一定要注意。

    ---

    MOS管和三极管在功能上有什么区别?这两种元件本身就可以看作一个基本单元,一个独立的器件,就算拆开外壳,用肉眼也找不出什么差别,从工作原理上理解又謷牙诘屈,这次从一个简单的触摸灯电路来感受一下二者功能上的区别。

     

    这个触摸灯电路如下,图的右下角也说明了这个电路操作过程,如果用手同时触摸MOS管的G极(栅极)和电源正极,那么LED灯就会发光,即使手松开灯也继续亮,至于为什么会这样,可以简单理解为:当G极电位升高后,会在D极(漏极)和S极(源极)之间形成一个导电沟道,这个沟道就相当于一根导线,因此线路导通了。

     

    导通时D极与S极之间的压降也能用万用表量出来,压降接近于0 V,在昨天那篇文章已经介绍过了。

    如果用手同时触摸G极和电源负极,那么这个LED灯就会熄灭,之所以会这样,那是因为这个沟道夹断了,理解起来刚好和导通时相反。

     

    那如果把MOS管换成三极管现象还是这样吗?更换的原理图就是下图中右面那个电路,实际上换成三极管,同时触摸三极管基极和电源正极(相当于MOS管的栅极和电源正极)这个LED灯也会亮,不过当手松开后这个LED灯会立马熄灭。

    为什么和用MOS管现象不同呢?我们回忆一下三极管工作于放大状态时的条件:发射结正偏,集电结反偏。

    如果用手同时触摸基极和电源正极,这两个条件都满足,所以三极管导通了,LED灯也亮了;如果此时送开手,集电结反偏仍然满足,但是发射结正偏已经不满足了,因此三极管会截止,对外表现就是这个LED灯会熄灭。

     

    从这也能感受出来,MOS管确实比三极管好用,确实MOS管与三极管相比有很多优点,例如

    MOS管是电压控制性器件,三极管是电流控制性器件,因此MOS管更节能。MOS管只有多数载流子参与导电,三极管中多数载流子和少数载流子都参与导电,因此MOS管热稳定性更好。MOS管灵活性比三极管好。在工艺上MOS管更易于集成。MOS管导通时导通压降小(接近于0 V,而三极管工作于放大状态大于0.3 V)。

     

    MOS管的优点也不止文章中列出来的这几点,感兴趣的朋友可以查阅一下相关资料。

     

     


    MOS管在硬件设计中经常使用到,下面是N型MOS管,包括栅极G,源极S,漏级D。

    P型的MOS管的电路符号如下:

    MOS管和三极管类似,只不过 MOS管是压控压型(电压控制),而三极管是流控流型(电流控制)。

    至于MOS管的使用,N型与P型存在区别,对于应用,我们只需要知道:

     1、对于N型MOS管,若G的电压比S处高(G、S间存在压差,具体电平看具体MOS管 ),D、S(电压方向D指向S)之间就会导通,此时D、S间相当于一个很小的电阻,若G、S之间为低(具体电平看具体MOS管 ),D、S之间就会截止,此时D、S间相当于一个很大的电阻,电流就无法流过。

    2、对于P型MOS管,若S的电压比G处高(G、S间存在压差,具体电平看具体MOS管 ),D、S之间就会导通(电压方向S指向D),此时D、S间相当于一个很小的电阻,若G、S之间为低(具体电平看具体MOS管 ),D、S之间就会截止 ,此时D、S间相当于一个很大的电阻,电流就无法流过。

    N型MOS管应用的场景更多,相比于比P型MOS管,其优点如下

    1、开关速度更快

    2、耐压更高

    3、通过的电流更大

    下面是N型MOS管的一个简单的引用电路,当G端通入高电平,MOS管D、S间导通,此时MOS管导通,电机的电流得以通过,电机转动。当G端为低电平的时候,D、S间无法导通,电机也就无法运行。

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    1. 三个极的判定

    这里写图片描述
    G极(gate)—栅极,不用说比较好认
    S极(source)—源极,不论是P沟道还是N沟道,两根线相交的就是
    D极(drain)—漏极,不论是P沟道还是N沟道,是单独引线的那边

    2. N沟道与P沟道判别

    这里写图片描述这里写图片描述
    箭头指向G极的是N沟道
    箭头背向G极的是P沟道

    3. 寄生二极管方向判定

    这里写图片描述这里写图片描述
    不论N沟道还是P沟道MOS管,中间衬底箭头方向和寄生二极管的箭头方向总是一致的:
    要么都由S指向D,要么都有D指向S

    4. MOS开关实现的功能

    1>信号切换
    2>电压通断

    5. MOS管用作开关时在电路中的连接方法

    关键点:
    1>确定那一极连接输入端,那一极连接输出端
    2>控制极电平为?V 时MOS管导通
    3>控制极电平为?V 时MOS管截止
    这里写图片描述这里写图片描述
    NMOS:D极接输入,S极接输出
    PMOS:S极接输入,D极接输出

    反证法加强理解
    NMOS假如:S接输入,D接输出
    这里写图片描述
    由于寄生二极管直接导通,因此S极电压可以无条件到D极,MOS管就失去了开关的作用
    PMOS假如:D接输入,S接输出
    这里写图片描述
    同样失去了开关的作用

    6. MOS管的开关条件

     

    7. 相关概念

    BJT
    Bipolar Junction Transistor 双极性晶体管,BJT是电流控制器件;
    FET
    Field Effect Transistor 场效应晶体管,FET是电压控制器件.
    按结构场效应管分为:结型场效应(简称JFET)、绝缘栅场效应(简称MOSFET)两大类
    按沟道材料:结型和绝缘栅型各分N沟道和P沟道两种.
    按导电方式:耗尽型与增强型,结型场效应管均为耗尽型,绝缘栅型场效应管既有耗尽型的,也有增强型的。
    总的来说场效应晶体管可分为结场效应晶体管和MOS场效应晶体管,而MOS场效应晶体管又分为N沟耗尽型和增强型;P沟耗尽型和增强型四大类。

    8. MOS管重要参数

    ①封装
    ②类型(NMOS、PMOS)
    ③耐压Vds(器件在断开状态下漏极和源极所能承受的最大的电压)
    ④饱和电流Id
    ⑤导通阻抗Rds
    ⑥栅极阈值电压Vgs(th)

    9. 从MOS管实物识别管脚

    这里写图片描述
    无论是NMOS还是PMOS
    按上图方向摆正,中间的一脚为D,左边为G,右边为S。
    或者这么记:单独的一脚为D,逆时针转DGS。
    这里顺便提一下三极管的管脚识别:同样按照上图方向摆正,中间一脚为C,左边为B,右边为E。

    管脚编号
    这里写图片描述
    从G脚开始,逆时针123
    三极管的管脚编号同样从B脚开始,逆时针123

    10. 用万用表辨别NNOS、PMOS

    借助寄生二极管来辨别。将万用表档位拨至二极管档,红表笔接S,黑表笔接D,有数值显示,反过来接无数值,说明是N沟道,若情况相反是P沟道。

    11. 画一个MOS管

    这里写图片描述


     

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  • MOS管的介绍与简单应用

    万次阅读 多人点赞 2018-08-19 15:16:03
    MOS管在硬件设计中经常使用到,下面是N型MOS管,包括栅极G,源极S,漏级D。 P型的MOS管的电路符号如下: MOS管和三极管类似,只不过MOS管是压控压型(电压控制),而三极管是流控流型(电流控制)。 至于MOS...

    MOS管在硬件设计中经常使用到,下面是N型MOS管,包括栅极G,源极S,漏级D。

    P型的MOS管的电路符号如下:

    MOS管和三极管类似,只不过 MOS管是压控压型(电压控制),而三极管是流控流型(电流控制)。

    至于MOS管的使用,N型与P型存在区别,对于应用,我们只需要知道:

     1、对于N型MOS管,若G的电压比S处高(G、S间存在压差,具体电平看具体MOS管 ),D、S(电压方向D指向S)之间就会导通,此时D、S间相当于一个很小的电阻,若G、S之间为低(具体电平看具体MOS管 ),D、S之间就会截止,此时D、S间相当于一个很大的电阻,电流就无法流过。

    2、对于P型MOS管,若S的电压比G处高(G、S间存在压差,具体电平看具体MOS管 ),D、S之间就会导通(电压方向S指向D),此时D、S间相当于一个很小的电阻,若G、S之间为低(具体电平看具体MOS管 ),D、S之间就会截止 ,此时D、S间相当于一个很大的电阻,电流就无法流过。

    N型MOS管应用的场景更多,相比于比P型MOS管,其优点如下

    1、开关速度更快

    2、耐压更高

    3、通过的电流更大

    下面是N型MOS管的一个简单的引用电路,当G端通入高电平,MOS管D、S间导通,此时MOS管导通,电机的电流得以通过,电机转动。当G端为低电平的时候,D、S间无法导通,电机也就无法运行。

     

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  • MOS管的正确用法

    千次阅读 2018-11-06 10:19:03
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  • MOS管,三极管基础知识总结

    万次阅读 多人点赞 2017-08-11 15:56:32
    1.MOS管符号箭头指向在所有半导体元件中, 箭头的意义表示p-n结的方向。场效应管是电压控制元器件,只要对栅极施加电压,DS就会导通。三极管是电流控制元器件,只要基极B有输入(或输出)电流就可以对这个晶体管...
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  • 三极管和MOS管驱动电路的正确用法

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  • MOS管工作原理

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