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增强型mos管与耗尽型MOS管的区别?

电流 2024-10-04 11:47

一、增强型mos管与耗尽型MOS管的区别?

Mos管增强型和耗尽型

增强型场效应管

所谓增强型是指:当VGS=0时管子是呈截止状态,加上正确的VGS后,多数载流子被吸引到栅极,从而“增强”了该区域的载流子,形成导电沟道。当栅极加有电压时,若0<VGS<VGS(th)时,通过栅极和衬底间形成的电容电场作用,将靠近栅极下方的P型半导体中的多子空穴向下方排斥,出现了一薄层负离子的耗尽层;同时将吸引其中的少子向表层运动,但数量有限,不足以形成导电沟道,将漏极和源极沟通,所以仍然不足以形成漏极电流ID。进一步增加VGS,当VGS>VGS(th)时( VGS(th)称为开启电压),由于此时的栅极电压已经比较强,在靠近栅极下方的P型半导体表层中聚集较多的电子,可以形成沟道,将漏极和源极沟通。如果此时加有漏源电压,就可以形成漏极电流ID。在栅极下方形成的导电沟道中的电子,因与P型半导体的载流子空穴极性相反,故称为反型层。随着VGS的继续增加,ID将不断增加。在VGS=0V时ID=0,只有当VGS>VGS(th)后才会出现漏极电流,所以,这种MOS管称为增强型MOS管。VGS对漏极电流的控制关系可用iD=f(VGS(th))|VDS=const这一曲线描述,称为转移特性曲线,如下图

增强型场效应管工作原理

(1)N沟道增强型场效应管

N沟道增强型MOSFET基本上是一种左右对称的拓扑结构,它是在P型半导体上生成一层SiO2 薄膜绝缘层,然后用光刻工艺扩散两个高掺杂的N型区,从N型区引出电极(漏极D、源极S)。在源极和漏极之间的绝缘层上镀一层金属铝作为栅极G。P型半导体称为衬底,用符号B表示。栅源电压VGS的控制作用:当VGS=0 V时,漏源之间相当两个背靠背的二极管,在D、S之间加上电压不会在D、S间形成电流。

N沟道增强型MOSFET的结构示意图,如下图所示。它是用一块掺杂浓度较低的P型硅片作为衬底,利用扩散工艺在衬底上扩散两个高掺杂浓度的N型区(用N+表示),并在此N型区上引出两个欧姆接触电极,分别称为源极(用S表示)和漏极(用D表示)。在源区、漏区之间的衬底表面覆盖一层二氧化硅(SiO2)绝缘层,在此绝缘层上沉积出金属铝层并引出电极作为栅极(用G表示)。从衬底引出一个欧姆接触电极称为衬底电极(用B表示)。由于栅极与其它电极之间是相互绝缘的,所以称它为绝缘栅型场效应管。

当栅极G和源极S之间不加任何电压,即UGS=0时,由于漏极和源极两个N+型区之间隔有P型衬底,相当于两个背靠背连接的PN结,它们之间的电阻高达1012W的数量级,也就是说D、S之间不具备导电的沟道,所以无论漏、源极之间加何种极性的电压,都不会产生漏极电流ID。

当将衬底B与源极S短接,在栅极G和源极S之间加正电压,即UGS﹥0时,如下图(a)所示,则在栅极与衬底之间产生一个由栅极指向衬底的电场。在这个电场的作用下,P衬底表面附近的空穴受到排斥将向下方运动,电子受电场的吸引向衬底表面运动,与衬底表面的空穴复合,形成了一层耗尽层。如果进一步提高UGS电压,使UGS达到某一电压UT时,P衬底表面层中空穴全部被排斥和耗尽,而自由电子大量地被吸引到表面层,由量变到质变,使表面层变成了自由电子为多子的N型层,称为“反型层”,如下图(b)所示。反型层将漏极D和源极S两个N+型区相连通,构成了漏、源极之间的N型导电沟道。把开始形成导电沟道所需的UGS值称为阈值电压或开启电压,用UT表示。显然,只有UGS﹥UT时才有沟道,而且UGS越大,沟道越厚,沟道的导通电阻越小,导电能力越强。这就是为什么把它称为增强型的缘故。

在UGS﹥UT的条件下,如果在漏极D和源极S之间加上正电压UDS,导电沟道就会有电流流通。漏极电流由漏区流向源区,因为沟道有一定的电阻,所以沿着沟道产生电压降,使沟道各点的电位沿沟道由漏区到源区逐渐减小,靠近漏区一端的电压UGD最小,其值为UGD=UGS-UDS,相应的沟道最薄;靠近源区一端的电压最大,等于UGS,相应的沟道最厚。这样就使得沟道厚度不再是均匀的,整个沟道呈倾斜状。随着UDS的增大,靠近漏区一端的沟道越来越薄。

当UDS增大到某一临界值,使UGD≤UT时,漏端的沟道消失,只剩下耗尽层,把这种情况称为沟道“预夹断”,如下图(a)所示。继续增大UDS(即UDS>UGS-UT),夹断点向源极方向移动,如下图(b)所示。尽管夹断点在移动,但沟道区(源极S到夹断点)的电压降保持不变,仍等于UGS-UT。因此,UDS多余部分电压[UDS-(UGS-UT)]全部降到夹断区上,在夹断区内形成较强的电场。这时电子沿沟道从源极流向夹断区,当电子到达夹断区边缘时,受夹断区强电场的作用,会很快的漂移到漏极.(插图对电导的影响)、

(2)P沟道增强型场效应管

P沟道增强型MOS管的结构示意图,通过光刻、扩散的方法或其他手段,在N型衬底(基片)上制作出两个掺杂的P区,分别引出电极(源极S和漏极D),同时在漏极与源极之间的SO绝缘层上制作金属,称为栅极G。

在正常工作时,P沟道增强型MOS管的衬底必须与源极相连,而漏心极对源极的电压Vds应为负值,以保证两个P区与衬底之间的PN结均为反偏。

耗尽型场效应管

耗尽型MOS场效应管,是在制造过程中,预先在SiO2绝缘层中掺入大量的正离子,因此,在UGS=0时,这些正离子产生的电场也能在P型衬底中“感应”出足够的电子,形成N型导电沟道。当UDS>0时,将产生较大的漏极电流ID。如果使UGS<0,则它将削弱正离子所形成的电场,使N沟道变窄,从而使ID减小。当UGS更负,达到某一数值时沟道消失,ID=0。使ID=0的UGS我们也称为夹断电压,仍用UP表示。UGS

耗尽型场效应管工作原理

(1)N沟道耗尽型场效应管

沟道耗尽型MOSFET的结构与增强型MOSFET结构类似,只有一点不同,就是N沟道耗尽型MOSFET在栅极电压uGS=0时,沟道已经存在。该N沟道是在制造过程中应用离子注入法预先在衬底的表面,在D、S之间制造的,称之为初始沟道。N沟道耗尽型MOSFET的结构和符号如图1.(a)所示,它是在栅极下方的SiO2绝缘层中掺入了大量的金属正离子。所以当VGS=0时,这些正离子已经感应出反型层,形成了沟道。于是,只要有漏源电压,就有漏极电流存在。当VGS>0时,将使ID进一步增加。VGS<0时,随着VGS的减小漏极电流逐渐减小,直至ID=0。对应ID=0的VGS称为夹断电压,用符号VGS(off)表示,有时也用VP表示。N沟道耗尽型MOSFET的转移特性曲线 (插图)

由于耗尽型MOSFET在uGS=0时,漏源之间的沟道已经存在,所以只要加上uDS,就有iD流通。如果增加正向栅压uGS,栅极与衬底之间的电场将使沟道中感应更多的电子,沟道变厚,沟道的电导增大。

如果在栅极加负电压(即uGS<0=,就会在相对应的衬底表面感应出正电荷,这些正电荷抵消N沟道中的电子,从而在衬底表面产生一个耗尽层,使沟道变窄,沟道电导减小。当负栅压增大到某一电压Up时,耗尽区扩展到整个沟道,沟道完全被夹断(耗尽),这时即使uDS仍存在,也不会产生漏极电流,即iD=0。UP称为夹断电压或阈值电压,其值通常在–1V–10V之间N沟道耗尽型MOSFET的结构图和转移特性曲线分别如图所示。

(2)P沟道耗尽型场效应管

P沟道MOSFET的工作原理与N沟道MOSFET完全相同,只不过导电的载流子不同,供电电压极性不同而已。这如同双极型三极管有NPN型和PNP型一样。

二、什么是增强型MOS管?

mos管增强型与耗尽型的区别

1、PMOS的值不同。

(1)、增强型:栅极与衬底间不加电压时,栅极下面没有沟道存在,也就是说,对于NMOS,阈抄值电压大于0;PMOS,小于0。

(2)、耗尽型:栅极与衬底间不加电压时袭,栅极下面已有沟道存在,也就是说,对于NMOS,阈值电压小于0;PMOS,大于0。

2、原理不同。

最关键的区别在于耗尽型在G端不加电压都存在导电沟道,而增强型只有在开启后,才出现导电沟道。

3、控制百方法不同。

(1)、耗尽型UGS可以用正、零、负电压控制导通。

(2)、增强型必须使得UGS>UGS(th)才行,一般的增强型NMOS,都是正电压控制度的。

扩展资料:

mos管的工作原理:

(1)、做电源设计,或者做驱动方面的电路,难免要用到MOS管,知MOS管有很多种类,也有很多作用,做电源或者驱动的使用,当然就是用它的开关作用。

(2)、无论N型或者P型MOS管,其工作原理本质是一样的,MOS管是由加在输入端栅极的电压来控制输出端漏极的电流。

(3)、MOS管是压控器件它通过加在栅极上的电压控制器件的特性,不会发生像三极管做开关时的因基极电流引起的电荷存道储效应,因此在开关应用中,MOS管的开关速度应该比三极管快。

三、mos管的电流特性?

MOS管的特性:1、它的栅极-源极间电阻很大,可达10GΩ以上。2、噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强、耗电省。3、集成化时工艺简单,因此广泛用于大规模和超大规模集成电路之中。

MOS管有N沟道和P沟道两类,每一类又分为增强型和耗尽型两种,凡栅极-源极电压为零时漏极电流也为零的管子,均属于增强型管;凡凡栅极-源极电压为零时漏极电流不为零的管子,均属于耗尽型管。

电路中常用增强型MOS管,其工作原理:当栅极-源极电压变化时,将改变衬底靠近绝缘层处感应电荷的多少,从而控制漏极电流的大小。

电流流向:由漏极d流向源极s。

沟道开启条件:N沟道增强型场效应管:当VGS>VT(开启电压)时,衬底中的电子进一步被吸至栅极下方的P型衬底表层,使衬底表层中的自由电子数量大于空穴数量,该薄层转换为N型半导体,称此为反型层。形成N源区到N漏区的N型沟道。把开始形成反型层的VGS值称为该管的开启电压VT。这时,若在漏源间加电压 VDS,就能产生漏极电流 I D,即管子开启。 VGS值越大,沟道内自由电子越多,沟道电阻越小,在同样 VDS 电压作用下, I D 越大。这样,就实现了输入电压 VGS 对输出电流 I D 的控制。

MOS管的三个工作区域:可变电阻区、恒流区和夹断区。

P沟道增强型MOS管的开启电压VT小于零,当VGS小于VT时,管子才导通,漏极-源极之间应加负电源电压。

四、MOS管电流噪音?

应该是“嗞嗞”的声音对吧。说的是对的,但能发出声音是通过MOS管旁边的线圈完成的,amd耗电量较大,电流也大,所以电源处理电路有缺陷就会产生很多问题。

试一试给线圈重新封胶并检查MOS管的虚焊情况,可能有帮助。

五、mos管最大允许电流?

MOS管最大持续电流=MOS耐电压/MOS内阻值。

该额定电流应为负载在所有条件下可承受的最大电流。 与电压情况类似,即使系统产生尖峰电流,也要确保所选的MOS晶体管能够承受此额定电流。 考虑的两个当前条件是连续模式和脉冲尖峰。 在连续导通模式下,MOS晶体管处于稳定状态,此时电流继续流经器件。

脉冲尖峰是其中大量浪涌(或尖峰电流)流过设备的脉冲尖峰。 确定了这些条件下的最大电流后,只需选择可承受该最大电流的设备即可。 选择额定电流后,还必须计算传导损耗。 在实际情况下,MOS晶体管不是理想的器件,因为在传导过程中会损失电能,这称为传导损耗。

六、mos管承载电流的原理及应用分析

MOS体二极管是一种常见的半导体器件,广泛应用于电子电路中。它的主要作用是控制电流的流向和大小,在电路中起着关键的作用。那么,MOS体二极管到底是如何承载电流的呢?下面我们就来详细探讨一下。

MOS体二极管的工作原理

MOS体二极管的工作原理主要基于金属-氧化物-半导体(Metal-Oxide-Semiconductor,MOS)结构。该结构由金属、氧化物和半导体三层组成,通过施加不同的电压,可以控制半导体层中电子和空穴的流动,从而实现对电流的调控。

具体来说,当在MOS结构上施加正电压时,会在半导体层中形成一个反型层,该反型层中的载流子浓度远高于半导体本身,从而使得电流可以在该层中自由流动。反之,当施加负电压时,会在半导体层中形成耗尽层,电流的流动受到阻碍。

MOS体二极管的电流承载能力

MOS体二极管的电流承载能力主要取决于以下几个因素:

  • 器件尺寸:MOS体二极管的通道宽度和长度越大,其电流承载能力越强。
  • 工艺参数:MOS体二极管的制造工艺参数,如掺杂浓度、氧化层厚度等,也会影响其电流承载能力。
  • 工作温度:温度升高会增加载流子的热运动,从而提高电流承载能力,但同时也会加剧漏电流,降低器件的可靠性。
  • 电压偏置:MOS体二极管的工作电压越高,其电流承载能力也越强。

通过合理设计和优化这些参数,可以提高MOS体二极管的电流承载能力,满足不同电路应用的需求。

MOS体二极管的典型应用

MOS体二极管广泛应用于各种电子电路中,主要包括以下几个方面:

  • 开关电路:利用MOS体二极管的开关特性,可以实现对电流的快速开关控制,广泛应用于开关电源、电机驱动等领域。
  • 放大电路:MOS体二极管可以作为放大器件,实现对电压、电流的放大,应用于各种放大电路中。
  • 逻辑电路:MOS体二极管可以作为逻辑门电路的基本构件,实现对数字信号的处理和运算。
  • 模拟电路:MOS体二极管可以作为模拟电路的关键器件,实现对模拟信号的处理和运算。

总之,MOS体二

七、增强型NMOS管,如果在GD两端加正电压,MOS管会导通吗?

mosfet的是个对称的四端器件,sd是没区别的,所以电压给对就是可能导通的。

但一般情况下bs可能接在一起,就没有那么对称了,不过这样的影响是,当sd间加正电压时,bd间的pn结会导通。但这是因为b的电位随s变化导致的,不是sd搞反了导致的。

八、mos管的电流公式怎么得出?

公式:PD=TJ-TC/RθJC,当功率MOSFET流过最大的连续漏极电流时,产生最大功耗为PD因此,二式联立,可以得到最大的连续漏极电流ID的计算公式:ID=TJ- Tc (1)Ip =Rac●Rps(on)。 T/mx)其中,RDS(ON)为在最大工作结温TJ下,功率MOSFET的导通电阻;通常,硅片允许的最大工作结温为150℃。

上述的电流是基于最大结温的计算值;事实上,它还要受到封装的限制。在数据表中,许多公司标示的是基于封装限制最大的连续漏极电流、而有些公司标示的是基于最大结温的电流,那么它通常会数据表注释中进行说明,并示出基于封装限制的最大的连续漏极电流。

九、mos管的电流功率怎么算?

通过公式计算,MOS管自身的功率:

    P=VDS*ID,VDS=ID*Rds,Rds是MOS管得导通电阻,可以通过查看芯片手册得知RDS。MOS管的最大功耗取决于管子允许的温升,最好功耗确定后,便可在管子的输出特性曲线上画出临界最大功耗线。

    MOS的功耗是指MOS在电路应用中的损耗,比如导通损耗,开关损耗等,当然设计及应用的时候这个值一定是远小于MOS管的Pd。

十、mos管电流是双向的吗?

是的。MOS导通后电流方向其实可以双向流动,可以从d源级到s漏级,也可以从s漏级到d源级。MOS管体二极管的持续电流可以根据MOS管的功耗限制来计算。MOS管体二极管瞬间可以通过的电流,等于NMOS管导通后瞬间可以通过的电流,一般不会是瓶颈。