MOS管基础知识:轻松理解MOS管工作原理

MOS管是一种利用电场效应来控制其电流大小的半导体三端器件,很多特性和应用方向都与三极管类似。这种器件不仅体积小、质量轻、耗电省、寿命长、而且还具有输入阻抗高、噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强等优点,应用广泛,特别是在大规模的集成电路中。

根据导电沟道的不同,MOS管可分为N沟道和P沟道两类,每一类又分为增强型和耗尽型两种。现在以N沟道器件为例来介绍一下MOS管的工作原理。

MOS管的基本工作原理是利用栅源电压去控制漏极电流,但漏极和源极之间不存在原始导电沟道,所以工作时还需要先建立。

当VGS达到VT时,该区域聚集的自由电子浓度足够大,而形成一个新的N型区域,像一座桥梁把漏极和源极连接起来。该区域就称为N型导电沟道,简称N沟道,而VT就称为开启电压,VGS>VT 是建立该导电沟道的必备条件。

当沟道建立之后,如果漏极之间存在一定的驱动电压VDS,漏极电位高于源极,造成氧化层上的电场分布不均匀,靠近源极强度大,靠近漏极强度弱,相应的导电沟道也就随之变化:靠近源极处宽,靠近漏极处窄。

所以,MOS管的漏极电流Id主要受电压VGS和VDS的影响,前者通过控制导电沟道来影响Id,后者直接作为驱动来影响Id。总的来说,MOS管与三极管特性极其相似,实际应用中常常都是把两者结合使用。

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