MOS管導(dǎo)通電壓-MOS管導(dǎo)通性的特性、條件及過程介紹-KIA MOS管
信息來源:本站 日期:2018-07-02
金屬-氧化層半導(dǎo)體場效晶體管,簡稱金氧半場效晶體管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor MOSFET)是一種可以廣泛使用在模擬電路與數(shù)字電路的場效晶體管(field-effect transistor)。MOSFET依照其“通道”的極性不同,可分為“N型”與“P型”的MOSFET,通常又稱為NMOSFET與PMOSFET,其他簡稱尚包括NMOS?FET、PMOSFET、nMOSFET、pMOSFET等。
導(dǎo)通的意思是作為開關(guān),相當(dāng)于開關(guān)閉合。NMOS的特性,Vgs大于一定的值就會導(dǎo)通,適合用于源極接地時的情況(低端驅(qū)動),只要柵極電壓達(dá)到4V或10V就可以了。PMOS的特性,Vgs小于一定的值就會導(dǎo)通,使用與源極接VCC時的情況(高端驅(qū)動)。但是,雖然PMOS可以很方便地用作高端驅(qū)動,但由于導(dǎo)通電阻大,價格貴,替換種類少等原因,在高端驅(qū)動中,通常還是使用NMOS。
場效應(yīng)管的導(dǎo)通與截止由柵源電壓來控制,對于增強(qiáng)型場效應(yīng)管來說,N溝道的管子加正向電壓即導(dǎo)通,P溝道的管子則加反向電壓。一般2V~4V就可以了。但是,場效應(yīng)管分為增強(qiáng)型(常開型)和耗盡型(常閉型),增強(qiáng)型的管子是需要加電壓才能導(dǎo)通的,而耗盡型管子本來就處于導(dǎo)通狀態(tài),加?xùn)旁措妷菏菫榱耸蛊浣刂埂?/span>開關(guān)只有兩種狀態(tài)通和斷,三極管和場效應(yīng)管工作有三種狀態(tài),1、截止,2、線性放大,3、飽和(基極電流繼續(xù)增加而集電極電流不再增加)。使晶體管只工作在1和3狀態(tài)的電路稱之為開關(guān)電路,一般以晶體管截止,集電極不吸收電流表示關(guān);以晶體管飽和,發(fā)射極和集電極之間的電壓差接近于0V時表示開。開關(guān)電路用于數(shù)字電路時,輸出電位接近0V時表示0,輸出電位接近電源電壓時表示1。所以數(shù)字集成電路內(nèi)部的晶體管都工作在開關(guān)狀態(tài)。 場效應(yīng)管按溝道分可分為N溝道和P溝道管(在符號圖中可看到中間的箭頭方向不一樣)。
按材料分可分為結(jié)型管和絕緣柵型管,絕緣柵型又分為耗盡型和增強(qiáng)型,一般主板上大多是絕緣柵型管簡稱MOS管,并且大多采用增強(qiáng)型的N溝道,其次是增強(qiáng)型的P溝道,結(jié)型管和耗盡型管幾乎不用。場效應(yīng)晶體管(Field Effect Transistor縮寫(FET))簡稱場效應(yīng)管.由多數(shù)載流子參與導(dǎo)電,也稱為單極型晶體管.它屬于電壓控制型半導(dǎo)體器件.場效應(yīng)管是利用多數(shù)載流子導(dǎo)電,所以稱之為單極型器件,而晶體管是即有多數(shù)載流子,也利用少數(shù)載流子導(dǎo)電,被稱之為雙極型器件.有些場效應(yīng)管的源極和漏極可以互換使用,柵壓也可正可負(fù),靈活性比晶體管好。
導(dǎo)通時序可分為to~t1、t1~t2、 t2~t3 、t3~t4四個時間段,這四個時間段有不同的等效電路。
1. t0-t1:C GS1 開始充電,柵極電壓還沒有到達(dá)V GS(th),導(dǎo)電溝道沒有形成,MOSFET仍處于關(guān)閉狀態(tài)。
2. [t1-t2]區(qū)間, GS間電壓到達(dá)Vgs(th),DS間導(dǎo)電溝道開始形成,MOSFET開啟,DS電流增加到ID, Cgs2 迅速充電,Vgs由Vgs(th)指數(shù)增長到Va。
3. [t2-t3]區(qū)間,MOSFET的DS電壓降至與Vgs相同,產(chǎn)生Millier效應(yīng),Cgd電容大大增加,柵極電流持續(xù)流過,由于C gd 電容急劇增大,抑制了柵極電壓對Cgs 的充電,從而使得Vgs 近乎水平狀態(tài),Cgd 電容上電壓增加,而DS電容上的電壓繼續(xù)減小。
4. [t3-t4]區(qū)間,至t3時刻,MOSFET的DS電壓降至飽和導(dǎo)通時的電壓,Millier效應(yīng)影響變小,Cgd 電容變小并和Cgs 電容一起由外部驅(qū)動電壓充電, Cgs 電容的電壓上升,至t4時刻為止.此時C gs 電容電壓已達(dá)穩(wěn)態(tài),DS間電壓也達(dá)最小,MOSFET完全開啟。
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