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  • 耗盡型和增強(qiáng)型MOS管的區(qū)別詳解
    • 發(fā)布時(shí)間:2020-05-16 16:42:22
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    耗盡型和增強(qiáng)型MOS管的區(qū)別詳解
    耗盡型與增強(qiáng)型MOS管的區(qū)別主要在于耗盡型MOS管在G端(Gate)不加電壓時(shí)有導(dǎo)電溝道存在,而增強(qiáng)型MOS管只有在開(kāi)啟后,才會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)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(fù)電壓控制導(dǎo)通,而增強(qiáng)型MOS管必須使得VGS>VGS(th)(柵極閾值電壓)才行。
    耗盡型與增強(qiáng)型MOS管簡(jiǎn)述
    場(chǎng)效應(yīng)管分為結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管(JFET)和絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管(MOS管)兩大類。
    按溝道材料型和絕緣柵型各分N溝道和P溝道兩種;按導(dǎo)電方式:耗盡型與增強(qiáng)型,結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管均為耗盡型,絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管既有耗盡型的,也有增強(qiáng)型的。
    場(chǎng)效應(yīng)晶體管可分為結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管和MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管,而MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管又分為N溝耗盡型和增強(qiáng)型;P溝耗盡型和增強(qiáng)型四大類。
    絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管是由金屬、氧化物和半導(dǎo)體所組成,所以又稱為金屬—氧化物—半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管,簡(jiǎn)稱MOS場(chǎng)效應(yīng)管。
    耗盡型和增強(qiáng)型MOS管
    絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理(以N溝道增強(qiáng)型MOS場(chǎng)效應(yīng)管為例)它是利用UGS來(lái)控制“感應(yīng)電荷”的多少,以改變由這些“感應(yīng)電荷”形成的導(dǎo)電溝道的狀況,然后達(dá)到控制漏極電流的目的。在制造管子時(shí),通過(guò)工藝使絕緣層中出現(xiàn)大量正離子,故在交界面的另一側(cè)能感應(yīng)出較多的負(fù)電荷,這些負(fù)電荷把高滲雜質(zhì)的N區(qū)接通,形成了導(dǎo)電溝道,即使在VGS=0時(shí)也有較大的漏極電流ID。當(dāng)柵極電壓改變時(shí),溝道內(nèi)被感應(yīng)的電荷量也改變,導(dǎo)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(chǎng)效應(yīng)管的工作方式有兩種:所謂的增強(qiáng)還是耗盡,主要是指MOS管內(nèi)的反型層。如果在不通電情況下,反型層不存在,電壓加到一定程度后,反型層才出現(xiàn),(當(dāng)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(gè)就是增強(qiáng)。相反,如果反型層一開(kāi)始就存在,隨著電壓強(qiáng)弱,反型層會(huì)出現(xiàn)增加或者衰減,(當(dāng)柵壓為零時(shí)有較大漏極電流的)這個(gè)就是耗盡。
    耗盡型與增強(qiáng)型MOS管的區(qū)別詳解
    耗盡型與增強(qiáng)型的主要區(qū)別在于耗盡型MOS管在G端(Gate)不加電壓時(shí)有導(dǎo)電溝道存在,而增強(qiáng)型MOS管只有在開(kāi)啟后,才會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)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(fù)電壓控制導(dǎo)通,而增強(qiáng)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(shí)摻入負(fù)離子),當(dāng)VGS=0時(shí),這些正離子產(chǎn)生的電場(chǎng)能在P型襯底中感應(yīng)出足夠的電子,形成N型導(dǎo)電溝道;當(dāng)VGS>0時(shí),將產(chǎn)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(chǎng),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(shí)際應(yīng)用中,當(dāng)設(shè)備開(kāi)機(jī)時(shí)可能會(huì)誤觸發(fā)MOS管,導(dǎo)致整機(jī)失效;不易被控制,使得其應(yīng)用極少。
    因此,日常我們看到的NMOS、PMOS多為增強(qiáng)型MOS管;其中,PMOS可以很方便地用作高端驅(qū)動(dòng)。不過(guò)PMOS由于存在導(dǎo)通電阻大、價(jià)格貴、替換種類少等問(wèn)題,在高端驅(qū)動(dòng)中,通常還是使用NMOS替代,這也是市面上無(wú)論是應(yīng)用還是產(chǎn)品種類,增強(qiáng)型NMOS管最為常見(jiàn)的重要原因,尤其在開(kāi)關(guān)電源和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用中,一般都用NMOS管。
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