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什么是绝缘栅场效应管,它的原理是什么
 
文章编号:
100826140751
文章分类: 电路 电子元件
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关 键 词: 场效应管
文章来源:
互联网
摘 要:

  绝缘栅场效应管的种类较多,有PMOS、NMOS和VMOS功率管等,但目前应用最多的是MOS管。MOS绝缘栅场效应管也即金属一氧化物一半导体场效应管,通常用MOS表示,简称作MOS管。它具有比结型场效应管更高的输入阻抗(可达1012Ω以上),并且制造工艺比较简单,使用灵活方便,非常有利于高度集成化。绝缘栅场效应管也分为N沟道管和P沟道管,每种沟道的管子其导电方式又分为耗尽型和增强型两种。下以N沟道增强型场效应管为重点介绍MOS管的结构原理。

  如图1所示,N沟道MOS管是以P型硅为衬底,在其表面制成两个高掺杂浓度的扩散区N+,并从N+型区上分别引出两根线.一是漏极D,一是源极S。通常态管子内部已将源极与P型衬底连在一起。在两个扩散区之间硅片表面有一层很薄的二氧化硅绝缘膜,其上的金属板作为管子的栅极引出,可见,栅极是与漏、源极相绝缘的,故而得名为绝缘栅场效应管。由结构可知,两个扩散区中间隔着P型区,如果只是给漏源极加上正向工作电压而栅极电压VGS=0时,便不会有漏极电流ID(只有很小的PN结反向电流)流通,管于处于截止状态。如果在栅极加上正向电压时,就会在栅极下表面产生一个电场,这个电场把P型硅内的电子吸引到表面上来,在两个扩散区N+之间感应出带负电的电子载流子,即在P型硅表面形成了可导电的反型层,这个反型层成为导电沟道,称为N沟道,它把漏极和源极连接起来。这时在漏极加上电压VDS,并使VGS大于管子的开启电压VT(约+2V左右)时,就会有电沉流过N沟道,管于便处于导通状态。

图1 N沟道增强型MOS场效应管的内部结构

  当VGS继续增大时,沟道(反型层)中的电子数目也增多,沟道的电阻随之减小,管子的导通程度增强,即ID增加。相反,若使VGS减小时,ID也减小。如图2所示为漏源极电压VDS一定时ID随VGS变化的转移特性关系曲线。由图2(a)可知,这种管子当VGS<VT时,管子栅极下面导电沟道消失,管于截止,ID=0,当VGS > VT时,管子栅极下面便形成导电沟道,管于导通,并且ID随VGS的增大而增大,我们把这种管子叫做增强型则MOS场效应管。

图2 N沟道增强型和耗尽型MOS管转移特性曲线

 
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