細說MOS管（二）

時間：2020-03-24作者：司坦森集成電路（深圳）有限公司瀏覽：468

從上文《細說MOS管（一）》的內(nèi)容，大家已經(jīng)初步了解什么是MOS管，還有就是MOS的基本構(gòu)造，今天小編繼續(xù)帶領(lǐng)大家深入了解MOS管的構(gòu)造原理以及應(yīng)用領(lǐng)域，j今天我們來繼續(xù)深入了借MOS管，基于《細說MOS管一》的基礎(chǔ)上，首先我們可以看看MOS管的構(gòu)造圖：



結(jié)合上圖和之前的知識點，我們將MOS管的知識劃分成九個問題分類點來進行深入了解（如果還沒看過細說MOS管一的話，先可以點擊鏈接入口《細說MOS管一》）：

**個MOS管問題分類：如何進行MOS管p/n型的劃分？

從MOS管結(jié)構(gòu)示意圖我們可以看出，p型中間一個窄長條就是溝道，使得左右兩塊P型較連在一起，mos管導(dǎo)通后是電阻特性，因此它的一個重要參數(shù)就是導(dǎo)通電阻，選用mos管必須清楚這個參數(shù)是否符合需求，同理，n型MOS也可以將上圖理解成為n型即可；

 

*二個MOS管問題分類：如何區(qū)分MOS管的源較和漏較？

MOS管結(jié)構(gòu)示意圖中，我們可以看出左右是對稱的，難免會有人問怎么區(qū)分源較和漏較呢？其實原理上，源較和漏較確實是對稱的，是不區(qū)分的。但在實際應(yīng)用中，廠家一般在源較和漏較之間連接一個二極管，起保護作用，正是這個二極管決定了源較和漏較，這樣，封裝也就固定了，便于實用；


*三個MOS管問題分類：什么是增強型MOS管？

增強型是通過“加厚”導(dǎo)電溝道的厚度來導(dǎo)通，由上圖可以看出，柵較電壓越低，則p型源、漏較的正離子就越靠近中間，n襯底的負離子就越遠離柵較，柵較電壓達到一個值，叫閥值或坎壓時，由p型游離出來的正離子連在一起，形成通道，就是圖示效果。因此，容易理解，柵較電壓必須低到一定程度才能導(dǎo)通，電壓越低，通道越厚，導(dǎo)通電阻越小。由于電場的強度與距離平方成正比，因此，電場強到一定程度之后，電壓下降引起的溝道加厚就不明顯了，也是因為n型負離子的“退讓”是越來越難的。耗盡型的是事先做出一個導(dǎo)通層，用柵較來加厚或者減薄來控制源漏的導(dǎo)通。但這種管子一般不生產(chǎn)，在市面基本見不到。所以，大家平時說mos管，就默認是增強型的。

 

*四個MOS管問題分類：mos管中的金屬氧化物膜是什么東西？

mos管結(jié)構(gòu)示意圖中標出的金屬氧化物膜位于上邊部位，這個膜是絕緣的，用來電氣隔離，使得柵較只能形成電場，不能通過直流電，因此是用電壓控制的。在直流電氣上，柵較和源漏較是斷路。不難理解，這個膜越?。弘妶鲎饔迷胶?、坎壓越小、相同柵較電壓時導(dǎo)通能力越強。壞處是：越容易擊穿、工藝制作難度越大而價格越貴。例如導(dǎo)通電阻在歐姆級的，1角人民幣左右買一個，而2402等在十毫歐級的，要2元多（批量買。零售是4元左右）。

 

*五個MOS管問題分類：MOS管的寄生電容是什么？

MOS管結(jié)構(gòu)示意圖中的柵較通過金屬氧化物與襯底形成一個電容，越是高品質(zhì)的mos，膜越薄，寄生電容越大，經(jīng)常mos管的寄生電容達到nF級。這個參數(shù)是mos管選擇時至關(guān)重要的參數(shù)之一，必須考慮清楚。Mos管用于控制大電流通斷，經(jīng)常被要求數(shù)十K乃至數(shù)M的開關(guān)頻率，在這種用途中，柵較信號具有交流特征，頻率越高，交流成分越大，寄生電容就能通過交流電流的形式通過電流，形成柵較電流。消耗的電能、產(chǎn)生的熱量不可忽視，甚至成為主要問題。為了追求高速，需要強大的柵較驅(qū)動，也是這個道理。試想，弱驅(qū)動信號瞬間變?yōu)楦唠娖?，但是為了“灌滿”寄生電容需要時間，就會產(chǎn)生上升沿變緩，對開關(guān)頻率形成重大威脅直至不能工作。


*六個MOS管問題分類：MOS管如何工作在放大區(qū)？

Mos管也能工作在放大區(qū)，而且很常見。做鏡像電流源、運放、反饋控制等，都是利用mos管工作在放大區(qū)，由于mos管的特性，當溝道處于似通非通時，柵較電壓直接影響溝道的導(dǎo)電能力，呈現(xiàn)一定的線性關(guān)系。由于柵較與源漏隔離，因此其輸入阻抗可視為無窮大，當然，隨頻率增加阻抗就越來越小，一定頻率時，就變得不可忽視。這個高阻抗特點被廣泛用于運放，運放分析的虛連、虛斷兩個重要原則就是基于這個特點。這是三極管不可比擬的。


*七個MOS管問題分類：MOS管發(fā)熱原因是什么？

Mos管發(fā)熱，主要原因之一是寄生電容在頻繁開啟關(guān)閉時，顯現(xiàn)交流特性而具有阻抗，形成電流。有電流就有發(fā)熱，并非電場型的就沒有電流。另一個原因是當柵較電壓爬升緩慢時，導(dǎo)通狀態(tài)要“路過”一個由關(guān)閉到導(dǎo)通的臨界點，這時，導(dǎo)通電阻很大，發(fā)熱比較厲害。*三個原因是導(dǎo)通后，溝道有電阻，過主電流，形成發(fā)熱。主要考慮的發(fā)熱是*1和*3點。許多mos管具有結(jié)溫過高保護，所謂結(jié)溫就是金屬氧化膜下面的溝道區(qū)域溫度，一般是150攝氏度。**過此溫度，mos管不可能導(dǎo)通。溫度下降就恢復(fù)。要注意這種保護狀態(tài)的后果。

 

*八個MOS管問題分類：MOS管理論圖與實物有什么區(qū)別？

MOS管結(jié)構(gòu)示意圖僅僅是原理性的，實際的元件增加了源-漏之間跨接的保護二極管，從而區(qū)分了源較和漏較。實際的元件，p型的，襯底是接正電源的，使得柵較預(yù)先成為相對負電壓，因此p型的管子，柵較不用加負電壓了，接地就能保證導(dǎo)通。相當于預(yù)先形成了不能導(dǎo)通的溝道，嚴格講應(yīng)該是耗盡型了。好處是明顯的，應(yīng)用時拋開了負電壓。

 

*九個MOS管問題分類：MOS管的應(yīng)用包含哪些？

1：p型mos管應(yīng)用

一般用于管理電源的通斷，屬于無觸點開關(guān)，柵較低電平就完全導(dǎo)通，高電平就完全截止。而且，柵較可以加高過電源的電壓，意味著可以用5v信號管理3v電源的開關(guān)，這個原理也用于電平轉(zhuǎn)換。

2：n型mos管應(yīng)用

一般用于管理某電路是否接地，屬于無觸點開關(guān)，柵較高電平就導(dǎo)通導(dǎo)致接地，低電平截止。當然柵較也可以用負電壓截止，但這個好處沒什么意義。其高電平可以高過被控制部分的電源，因為柵較是隔離的。因此可以用5v信號控制3v系統(tǒng)的某處是否接地，這個原理也用于電平轉(zhuǎn)換。

3：MOS管放大區(qū)應(yīng)用

工作于放大區(qū)，一般用來設(shè)計反饋電路，需要的專業(yè)知識比較多，類似運放，這里無法細說。常用做鏡像電流源、電流反饋、電壓反饋等。至于運放的集成應(yīng)用，我們其實不用關(guān)注。人家都做好了，看好datasheet就可以了，不用按mos管方式去考慮導(dǎo)通電阻和寄生電容。

 

*十個MOS管問題分類：：MOS管基本應(yīng)用在哪些產(chǎn)品？

現(xiàn)在的高清、液晶、等離子電視機中開關(guān)電源部分除了采用了PFC技術(shù)外，在元器件上的開關(guān)管均采用性能優(yōu)異的MOS管取代過去的大功率晶體三極管，使整機的效率、可靠性、故障率均大幅的下降。由于MOS管和大功率晶體三極管在結(jié)構(gòu)、特性有著本質(zhì)上的區(qū)別，在應(yīng)用上；驅(qū)動電路也比晶體三極管復(fù)雜，致使維修人員對電路、故障的分析倍感困難，此文即針對這一問題，把MOS管及其應(yīng)用電路作簡單介紹，以滿足維修人員需求。

通過上述十個于MOS管的知識解答，相信大家對MOS管已經(jīng)有一定的認知，更多MOS管詳情，請關(guān)注司坦森MOS百科，上文部分內(nèi)容采用網(wǎng)絡(luò)整理，如有侵權(quán)行為，請及時聯(lián)系管理員刪除；



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