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龙8中国唯一官方网站芯片的根本:MOSFET场效应管

作者:小编    发布时间:2024-05-12 16:56:15    浏览量:

  MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)也叫金属氧化物半导体场效应晶体管,简称MOS管,是一种场效应管。MOSFET成为当前最广泛应用的半导体器件,被广泛应用于各种电子设备中,包括电源、电脑、电视等。

  MOSFET基本上构成有源区(source)、漏区(drain)和栅区(gate)三部分。在N沟道MOSFET中,一个P型衬底(substrate)上,N型沉积形成源区和漏区,其间沉积绝缘材料(通常是氧化硅)形成栅极。通过改变栅极的电压来改变沟道中的载流子浓度,从而改变源漏间的电导。

  MOSFET可分为 NPN型和PNP型,NPN型通常称为N沟道型,PNP型通常称P沟道型。

  按导电方式,MOS管又分耗尽型与增强型,所以MOS场效应晶体管分为N沟耗尽型和增强型、P沟耗尽型和增强型四大类:N沟道消耗型、N沟道增强型、P沟道消耗型、 P沟道增强型。

  MOSFET的内部结构和电气符号如下图所示,N沟道型的场效应管其源极和漏极接在N型半导体上,P沟道的场效应管其源极和漏极则接在P型半导体上。以N沟道型为例,在N沟道MOSFET中,当栅极电压(Vgs)高于阈值电压(Vth)时,会在源和漏之间形成一个N型导电沟道。在这种情况下,沟道上的电子可以自由的由源极流向漏极,整个器件则由阻断状态变为导通状态。当源漏电压足够大时,即使增加栅压,也不再增加源漏电流,此时MOSFET处于饱和状态。

  Vgs:栅源极最大驱动电压,MOSFET的一个极限参数,表示MOSFET所能承受的最大驱动电压。一旦驱动电压超过这个极限值,会对MOS管的栅极氧化层产生永久性伤害。

  VDS:漏源电压,表示MOSFET漏极与源极之间能够承受的最大电压值。该参数与结温有关系,通常结温越高,VDS值最大。

  RDS(on):漏源导通电阻,是MOSFET充分导通时漏-源极之间的等效电阻。该参数与结温和驱动电压Vgs相关。在一定范围内,结温越高,Rds越大;驱动电压越高,Rds越小。

  Qg:栅极电荷,是在驱动信号作用下,栅极电压从0V上升至终止电压所需的充电电荷。也就是MOSFET从截止状态到完全导通状态,驱动电路所需提供的电荷,是一个用于评估MOSFET的驱动电路驱动能力的主要参数。

  Id:漏极电流,它表示当壳温处于某值时,如果MOSFET工作电流为上述最大漏极电流,则结温会达到最大值。该参数还与器件封装和环境温度有关。

  Eoss:输出容能量,表示输出电容Coss在MOSFET存储的能量大小。

  (1)高输入阻抗:MOS管栅电极和源漏区之间有绝缘层,只有微弱的栅电流,所以MOSFET的输入阻抗很高,接近于无穷大。

  (2)低输出阻抗:由于MOSFET是电压控制器件,其源漏间电流可随输入电压的改变而改变,所以其输出阻抗很小。

  (3)恒流性:MOSFET在饱和区工作时,即使源漏电压有所变化,其电流也几乎不变,因此MOSFET具有很好的恒流性。

  (1)开关电路:由于MOSFET具有开关速度快、功耗小、驱动电压低等特性,因此在开关电路中有广泛应用,尤其在高频开关电源中使用。

  (2)模拟电路:例如在运算放大器中,MOSFET的高输入阻抗有利于提高运放的输入阻抗。

  (3)数字电路:在具有高集成度的数字逻辑电路、微处理器、存储芯片等中,均广泛使用了MOSFET。

  以上是对于MOSFET基本知识的一个初步介绍,全面了解MOSFET是一个深度而广泛的学问,还有很多深入的知识需要通过专业书籍和学习来理解。返回搜狐,查看更多


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