一、耗盡型mos管與增強型mos管簡述
場效應管分為結型場效應管( JFET )和絕緣柵場效應管( MOS管)兩大類。
按溝道材料型和絕緣柵型分為N溝道和P溝道兩種;按導電方式:耗盡型與增強型,結型場效應管均為耗盡型,絕緣柵型場效應管既有耗盡型的,也有增強型的。
場效應晶體管可分為結場效應晶體管和MOS場效應晶體管,而MOS場效應晶體管又分為N溝耗盡型和增強型;P溝耗盡型和增強型四大類。絕緣柵場效應管是由金屬、氧化物和半導體所組成,所以又稱為金屬一氧化物一半導體場效應管 ,簡稱MOS場效應管。
絕緣柵型場效應管的工作原理(以N溝道增強型MOS場效應管為例)它是利用UGS來控制“感應電荷”的多少,以改變由這些“感應電荷” 形成的導電溝道的狀況,然后達到控制漏極電流的目的。在制造管:子時,通過工藝使絕緣層中出現大量正離子,故在交界面的另一-側能感應出較多的負電荷,這些負電荷把高滲雜質的N區接通, 形成了導電溝道,即使在VGS=0時也有較大的漏極電流ID。當柵極電壓改變時,溝道內被感應的電荷量也改變,導電溝道的寬窄也隨之而變,因而漏極電流ID隨著柵極電壓的變化而變化。
場效應管的工作方式有兩種:所謂的增強還是耗盡,主要是指MOS管內的反型層。如果在不通電情況下,反型層不存在,電壓加到-定程度后,反型層才出現, (當柵壓為零,漏極電流也為零,必須再加一定的柵壓之后才有漏極電流的)這個就是增強。相反, 如果反型層一開始就存在 ,隨著電壓強弱,反型層會出現增加或者衰減, (當柵壓為零時有較大漏極電流的)這個就是耗盡。
二、耗盡型與增強型MOS管的區別詳解
耗盡型與增強型的主要區別在于耗盡型MOS管在G端( Gate )不加電壓時有導電溝道存在,而增強型MOS管只有在開啟后,才會出現導電溝道;兩者的控制方式也不一樣,耗盡型MOS管的VGS (柵極電壓)可以用正、零負電壓控制導通,而增強型MOS管必須使得VGS>VGS (th) (柵極閾值電壓)才行。
由于耗盡型N溝道MOS管在SiO2絕緣層中摻有大量的Na+或K+正離子(制造P溝道耗盡型MOS管時摻入負離子), 當VGS=0時,這些正離子產生的電場能在P型襯底中感應出足夠的電子,形成N型導電溝道;當VGS>0時, 將產生較大的ID (漏極電流);如果使VGS<0 ,則它將削弱正離子所形成的電場,使N溝道變窄,從而使ID減小。
這些特性使得耗盡型MOS管在實際應用中,當設備開機時可能會誤觸發MOS管,導致整機失效;不易被控制,使得其應用極少。
因此,日常我們看到的NMOS、PMOS多為增強型MOS管;其中,PMOS可以很方便地用作高端驅動。不過PMOS由于存在導通電阻大、價格貴、替換種類少等問題,在高端驅動中,通常還是使用NMOS替代,這也是市面上無論是應用還是產品種類,增強型NMOS管最為常見的重要原因,尤其在開關電源和馬達驅動的應用中,一般都用NMOS管。
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【本文標簽】 mos管
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