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MOS管_课件MOSFET管简介金属氧化物半导体场效应管(MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor),也称为绝缘栅型场效应管,是一种输入电压控制输出电流的半导体器件,相对于晶体三极管(输入电流控制输出电流),其输入阻抗高,输出阻抗小,器件自身消耗电能少,且能通过较大的电流。MOS管分为结型场效应管和绝缘栅型场效应管,应用较多的是绝缘栅型。对于绝缘栅型MOS管也分为PMOS(应用类似PNP三极管)、NMOS(应用类似NPN三极管)、增强型、耗尽型。而实际应用的主要是增强型PMOS管和增强型NMOS管。MOS管的应用越来越广泛,主要用在信号放大和作为电子开关(无机械触点,同时开关速度快)。具体应用有:电机驱动,电路开关,开关电源,逆变器等。、(Drain)、源级S(Source)、栅极(Gage)、衬底B(Base),一般情况下场效应管的漏极和源级可以对调使用,但衬底与源级在生产时已经连接过的情形(B与S短接)下不可以对调极性。从应用的角度来讲,漏极相对于三极管的集电极,源级相当于三极管的发射极,栅极相当于三极管的基极。对于单个的大功率MOS管,生产时在内部已经集成了体二极管,一般用在电机驱动等场合,这个二极管能保护MOS管不被高压损坏,当VDD高压时,二极管反向击穿,大电流从二极管流过,或者电机产生的过高的反向电动势也可以从二极管流过。、实际工作过程定义:开启电压(UT)(一般4V以上)——刚刚产生沟道所需的栅源电压UGS。N沟道增强型MOS管的基本特性:uGS<UT,管子截止,uGS>UT,管子导通。UGS越大,沟道越宽,在相同的漏源电压UDS作用下,漏极电流ID越大,这时管子工作在放大区,当UGS增大到某个值时,ID不在增大,导电沟道呈现饱和状态(此时当开关用)。3、双极型和场效应型三极管的比较二、主要参数1、直流参数(1)结型场效应管和耗尽型MOSFET的主要参数1)饱和漏极电流IDSS(ID0):IDSS指的是对应uGS=0时的漏极电流。2)夹断电压UGSoff:当栅源电压uGS=UGSoff时,iD=0。(2)增强型MOSFET的主要参数对增强型MOSFET来说,主要参数有开启电压UGSth,即当uGS>uGSth时,导电沟道才形成,iD≠0。(3)输入电阻RGS对结型场效应管,RGS在108~1012Ω之间。对MOS管,RGS在1010~1015Ω之间。通常认为RGS→∞。2、极限参数场效应管也有一定的运用极限,若超过这些极限值,管子就可能损坏。场效应管的极限参数如下:(1)栅源击穿电压U(BR)GSO。(2)漏源击穿电压U(BR)DSO。(3)最大功耗PDM:PDM=ID·UDS3、交流参数(1)跨导gmMOS管里跨导的概念相当于三级管里面的放大倍数。跨导gm的定义为gm的大小可以反映栅源电压uGS对漏极电流iD的控制能力的强弱。gm可以从转移特性或输出特性中求得,也可以用公式计算出来。1)对JFET和耗尽型MOS管,电流方程为那么,对应工作点Q的gm为式中,IDQ为直流工作点电流。可见,工作点电流增大,跨导也将增大。2)而对增强型MOSFET,其电流方程为那么,对应工作点Q的gm为上式表明,增大场效应管的宽长比和工作电流,可以提高gm。输出电阻rd