场效应管(MOS管)综合知识
MOS管基础知识
ＭＯＳ管基础知识MOS管场效应管知识要点：场效应管原理、场效应管的小信号模型及其参数场效应管是只有一种载流子参与导电的半导体器件，是一种用输入电压控制输出电流的半导体器件。
有N沟道器件和P沟道器件。
有结型场效应三极管JFET(Junction Field Effect Transister)和绝缘栅型场效应三极管IGFET( Insulated Gate Field Effect Transister) 之分。
IGFET也称金属-氧化物-半导体三极管MOSFET （Metal Oxide Semiconductor FET）。
1.11.1.1MOS场效应管MOS场效应管有增强型（Enhancement MOS 或EMOS）和耗尽型(Depletion)MOS或DMOS）两大类，每一类有N沟道和P沟道两种导电类型。
场效应管有三个电极：D(Drain) 称为漏极，相当双极型三极管的集电极；G(Gate) 称为栅极，相当于双极型三极管的基极；S(Source) 称为源极，相当于双极型三极管的发射极。
增强型MOS(EMOS)场效应管根据图3-1，N沟道增强型MOSFET基本上是一种左右对称的拓扑结构，它是在P型半导体上生成一层SiO2 薄膜绝缘层，然后用光刻工艺扩散两个高掺杂的N型区，从N型区引出电极，一个是漏极D，一个是源极S。
在源极和漏极之间的绝缘层上镀一层金属铝作为栅极G。
P 型半导体称为衬底，用符号B表示。
图3-1 N 沟道增强型EMOS管结构示意一、工作原理1．沟道形成原理当VGS=0 V时，漏源之间相当两个背靠背的二极管，在D、S之间加上电压不会在D、S间形成电流。
当栅极加有电压时，若0＜VGS＜VGS(th)时，通过栅极和衬底间的电容作用，将靠近栅极下方的P型半导体中的空穴向下方排斥，出现了一薄层负离子的耗尽层。
耗尽层中的少子将向表层运动，但数量有限，不足以形成沟道，所以仍然不足以形成漏极电流ID。
15.MOS管知识点梳理，它凭什么成为现代电力电子的主角
15.MOS管知识点梳理，它凭什么成为现代电力电子的主角场效应晶体管（FET）是利用电场效应来控制晶体管电流的半导体器件，因此叫场效应管。
它是一种用输入电压控制型的半导体器件。
按基本结构分为结型场效应管和金属-氧化物-半导体场效应管（又叫绝缘栅型场效应管）。
场效应管家族分类场效应管的特点：输入阻抗高、噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强、制造工艺简单。
由于市面上见到和工作中使用的主要是增强型MOSFET，下面内容以此讨论。
1.MOS管的基础知识MOS管分为N沟道MOS管和P沟道MOS管（N沟道应用更加广泛）。
MOS管的三个极分别为：栅极G、漏极D、源极S。
N沟道MOS管和P沟道MOS管电路符号N-MOS与P-MOS区别MOS管实物图（TO-220封装）注：MOS管制造工艺会造成内部D极与S极之间存在一个寄生二极管，其作用：一是电路有反向电压时，为反向电压提供续流，避免反向电压击穿MOS管；二是当DS两级电压过高时，体二极管会先被击穿，进而保护MOS；对于高速开关场合，寄生二极管由于开通速度慢，导致反向后无法迅速开通，进而损坏MOS，因此需要在外部并联一个快恢复或肖特基二极管。
2.MOS管的主要参数IRF3205规格书IRF3205规格书①漏源电流ID：是指场效应管正常工作时，漏源间所允许通过的最大电流。
场效应管的工作电流不应超过 ID 。
此参数会随结温的上升而有所降低。
②漏源击穿电压VDSS：是指栅源电压VGS 为 0 时，场效应管正常工作所能承受的最大漏源电压。
这是一项极限参数，加在场效应管上的工作电压必须小于 VDSS 。
③导通漏源电阻RDS（on）：在特定的结温及漏极电流的条件下，MOSFET 导通时漏源间的最大阻抗。
它是一个非常重要的参数，决定了 MOSFET 导通时的消耗功率。
此参数一般会随结温的上升而有所增大。
故应以此参数在最高工作结温条件下的值作为损耗及压降计算。
④开启电压VT：是指增强型绝缘栅场效管中，使漏源间刚导通时（规定ID值）的栅极电压。
MOS管(新)总结
vDS /V
iD K n [2 (v G S V T )v D S v D 2 S ]iD
其中 KnK 2n ' .W LnC 2OX(W L)
本征导电因子 Kn' nCOX n 为反型层中电子迁移率 C O X 为栅极氧化层单位面积电容
vDS /V
在特性曲线原点四周 iD 2 K n (v G S V T )v D S
第五章 场效应管放大电路
场效应管是一种利用电场效应来把握电流的一种半导体器 件，是仅由一种载流子参与导电的半导体器件。从参与导电的 载流子来划分，它有电子作为载流子的N沟道器件和空穴作为 载流子的P沟道器件。
场效应管：
结型
N沟道 P沟道
增强型
MOS型
N沟道 P沟道
耗尽型 增强型 耗尽型
§5.1 金属-氧化物-半导体〔MOS〕场效应管
在VDS作用下无iD。
耗尽型：VGS=0时，漏源之间有导电沟道， 在VDS作用下iD。
§5.1.1 N沟道增加型MOSFET
1. 构造和符号
N沟道增加型MOSFET构 造左右对称，是在一块浓 度较低的P型硅上生成一层 SiO2 薄膜绝缘层，然后用 光刻工艺集中两个高掺杂 的N型区，从N型区引出电 极作为D和S,在绝缘层上镀 一层金属铝并引出一个电 极作为G
〔1〕 直流通路
Rg1
VGS= VG=VDDRg2/(Rg1+Rg2) 假设NMOS工作于饱和区，则 IDKn(VGSVT)2
＋Cb2V＋G g
vi Rg2
－
VDD
Rd
＋Cb2
d iIdD
＋
B
v0
s
VS
－
VDS= VDD－IDRd
场效应管知识点
场效应管知识点场效应管是一种重要的电子器件，广泛应用于各个领域，如通信、计算机、电子设备等。
它的工作原理是基于电场的调控作用，通过电场的控制来控制电流的流动，实现信号放大、开关控制等功能。
本文将从场效应管的基本结构、工作原理和应用等方面进行详细介绍。
一、场效应管的基本结构场效应管由栅极、漏极、源极和沟道四部分组成。
其中栅极是控制电流的输入端，漏极是电流的输出端，源极是电流的输入端，而沟道则连接源极和漏极。
栅极与源极之间的电压可以控制沟道中的电场分布，从而控制电流的流动。
栅极与漏极之间的电压被称为栅极电压，而漏极与源极之间的电压被称为漏极电压。
二、场效应管的工作原理1. N沟道MOSFETN沟道MOSFET是一种常见的场效应管，其沟道为N型材料。
当栅极电压为0V时，沟道中没有电子流动，处于截止状态；当栅极电压为正值时，形成栅极-沟道电场，使沟道中的N型材料中的电子被推向漏极，形成漏-源电流，处于导通状态。
2. P沟道MOSFETP沟道MOSFET是另一种常见的场效应管，其沟道为P型材料。
当栅极电压为0V时，沟道中没有空穴流动，处于截止状态；当栅极电压为负值时，形成栅极-沟道电场，使沟道中的P型材料中的空穴被推向漏极，形成漏-源电流，处于导通状态。
三、场效应管的应用场效应管具有很多优点，如高输入阻抗、低输出阻抗、功耗小、速度快等，因此在电子电路设计中有着广泛的应用。
以下是场效应管的几个常见应用场景。
1. 信号放大器场效应管可以通过控制栅极电压来调节漏极电流，从而实现信号的放大。
在放大器电路中，场效应管常常作为前置放大器，将输入信号放大后再输出给后续电路。
2. 开关控制场效应管可以作为开关来控制电流的通断。
当栅极电压为高电平时，场效应管处于导通状态，电流可以通过；当栅极电压为低电平时，场效应管处于截止状态，电流无法通过。
因此，场效应管常用于各种开关电路中。
3. 数字逻辑电路由于场效应管的特性，它可以作为数字逻辑门电路的基本单元。
MOSFET场效应管(MOS管)
MOS管基本知識
MOS管的定義與類型 MOS管結構圖及封裝 MOS管的基本參數 MOS管的作用 MOS管與三極管的區別 如何判斷MOS管好壞
MOS管的定義與類型
MOSFET(場效應管)是Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor的首字母 缩写﹐簡稱MOS管。 它是只有一種載流子參與 導電的半導體器件﹐是用輸入電壓控制輸出電 流的半導體器件。
MOS管常用封裝
SOT-89
MOS管基本參數
參數符號 參數名稱
VGS(th)
BVDSS
閾值(開啟)電壓 擊穿電壓
RDS(on)
導通電阻
IDSS
漏電流
MOSห้องสมุดไป่ตู้的作用
開關﹕ NMOS的特性，Vgs大于一定的值就会导通，适合用于源极
接地时的情况（低端驱动），只要栅极电压达到4V或10V就可以了。 PMOS的特性則剛好相反。
Vout
Vin
放大
MOS管與三極管的區別
結構 工作原理
作用
相同點
P/N結構成 小信號控制 開關﹑放大
不同點
MOS管控制端(G)是 絕緣的,三極管控制端 (B)是導通的。 MOS管受電壓控制﹐ 三極管受電流控制。
MOS管偏于開關作用 三極管偏于放大作用
如何判斷MOS管好壞
量測前﹐先把GS兩端短路放電﹐然后用歐姆表 量測DSG任意兩端電阻為M歐級﹐假若先量測GS, 再量測DS兩端電阻﹐其阻值會明顯變小或者通路。 這些都是一個正常的MOS管所具備的。
MOS管分為兩大類型﹕耗盡型(DMOS )和增強 型(EMOS )。每一類都有N溝道和P溝道兩種導 電類型。實際應用的是增強型的N溝道和P溝道 MOS管﹐即NMOS和PMOS。
mos管的一些重要参数
MOS管（金属氧化物半导体场效应管）是一种常见的半导体器件，它具有许多重要参数。
以下是其中一些重要参数：
1. 阈值电压（Vth）：阈值电压是指在MOS管中形成导电通道所需的门极电压。
当门极电压高于阈值电压时，MOS管将处于导通状态。
2. 饱和漏源电流（Idsat）：饱和漏源电流是指当MOS管工作在饱和区时，漏极和源极之间的电流。
这个参数决定了MOS管在饱和状态下的输出能力。
3. 前向跨导（gm）：前向跨导是指MOS管输出电流与输入信号电压之间的变化率。
它表示了MOS管对输入信号的放大能力。
4. 输出电容（Cout）：输出电容是指MOS管输出端的电容。
它对于高频应用非常重要，因为它决定了MOS管的截止频率和带宽。
5. 最大漏极电流（Idmax）：最大漏极电流是指MOS管可以承受的最大电流。
超过这个限制可能导致器件破坏。
6. 负温度系数（TC）：负温度系数表示MOS管阈值电压随温度变化的程度。
这个参数对于高温环境下的应用非常重要，因为它决定了器件在不同温度下的性能稳定性。
这些是MOS管中一些重要的参数，不同类型的MOS管可能还有其他特定的参数。
mos管 场效应管
MOS管（场效应管）1. 简介MOS管，全称金属氧化物半导体场效应管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor），是一种重要的电子器件。
它是由金属氧化物半导体材料构成的栅极与源极、漏极之间形成的电流控制装置。
MOS管具有高输入阻抗、低输出阻抗、低功耗、高频带宽等特点，在电子设备中得到广泛应用。
2. 结构和工作原理2.1 结构MOS管的基本结构包括栅极（Gate）、漏极（Drain）和源极（Source）三个部分。
栅极与源极之间通过绝缘层隔离，形成了一个电容，被称为栅氧化物层或栅介质层，常用的材料是二氧化硅。
2.2 工作原理MOS管是一种控制型器件，其工作原理基于场效应。
当施加在栅极上的电压发生变化时，会在源-漏通道中形成或消失一个导电路径。
这个导电路径的状态由栅极-源结附近的电场来控制。
当没有外加电压时，栅极与源极之间的电势差为零，此时MOS管处于截止状态，导电路径断开。
当施加一个正向电压时，栅极-源结形成反型结，导致MOS管处于放大状态。
当施加一个负向电压时，栅极-源结形成正型结，导致MOS管处于截止状态。
MOS管的工作原理可以用以下公式表示：I D=μC ox WL(V GS−V TH)2其中： - I D为漏极电流 - μ为迁移率 - C ox为栅氧化物层的电容 - W/L为通道宽度和长度的比值 - V GS为栅极与源极之间的电压 - V TH为阈值电压3. MOS管的分类3.1 N沟道MOS管（NMOS）N沟道MOS管是一种以N型材料作为主体材料的场效应管。
在N沟道MOS管中，漏极和源极都是N型材料。
3.2 P沟道MOS管（PMOS）P沟道MOS管是一种以P型材料作为主体材料的场效应管。
在P沟道MOS管中，漏极和源极都是P型材料。
3.3 CMOSCMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）是由N沟道MOS管和P沟道MOS管组成的互补对。
场效应管的基础知识
场效应管的基础学问英文名称：MOSFET （简写：MOS ）中文名称：功率场效应晶体管（简称：场效应管）场效应晶体管简称场效应管，它是由半导体材料构成的。
与一般双极型相比，场效应管具有许多特点。
场效应管是一种单极型半导体（内部只有一种载流子一多子）分四类：N沟通增加型；P沟通增加型;N沟通耗尽型；P沟通耗尽型。
增加型MOS管的特性曲线场效应管有四个电极，栅极G、漏极D、源极S和衬底B ,通常字内部将衬底B与源极S相连。
这样，场效应管在外型上是一个三端电路元件场效管是一种压控电流源器件，即流入的漏极电流ID栅源电压UGS掌握。
1、转移特性曲线:应留意：①转移特性曲线反映掌握电压VGS与电流ID之间的关系。
②当VGS很小时,ID基本为零，管子截止;当VGS大于某一个电压VTN时ID随VGS的变化而变化，VTN称为开启电压，约为2V0③无论是在VGS2、输出特性曲线：输出特性是在给顶VGS的条件下，ID与VDS之间的关系。
可分三个区域。
①夹断区：VGS②可变电阻区：VGS>VTN且VDS值较小。
VGS值越大，则曲线越陡，D、S极之间的等效电阻RDS值就越小。
③恒流区：VGS>VTN且VDS值较大。
这时ID只取于VGS ,而与VDS无关。
3、MOS管开关条件和特点：管型状态,N-MOS , P-MOS特点截止VTN , RDS特别大，相当与开关断开导通VGS2VTN , VGS<VTN , RON很小，相当于开关闭合4、MOS场效应管的主要参数①直流参数a、开启电压VTN ,当VGS>UTN时，增加型NMOS管通道。
b、输入电阻RGS , 一般RGS值为109〜1012。
高值②极限参数最大漏极电流IDSM击穿电压V(RB)GS , V(RB)DS最大允许耗散功率PDSM5、场效应的电极判别用RxlK挡，将黑表笔接管子的一个电极，用红表笔分别接此外两个电极，如两次测得的结果阻值都很小，则黑表笔所接的电极就是栅极(G),此外两极为源(S)、漏(D)极，而且是N型沟场效应管。
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场效应管(MOS管)
6.1场效应管英文缩写：FET(Field-effect transistor)
6.2 场效应管分类：结型场效应管和绝缘栅型场效应管
6.3 场效应管电路符号：
结型场效应管
S S
N沟道 P沟道
6.4场效应管的三个引脚分别表示为:G(栅极),D(漏极),S(源极)
D D D D
G
G G G 绝缘栅型场效应管
增强型 S 耗尽型
N沟道 P沟道 N沟道 P沟道
注：场效应管属于电压控制型元件，又利用多子导电故称单极型元件，且具有输入电阻高，噪声小，功耗低，无二次击穿现象等优点。
6.5场效应晶体管的优点：具有较高输入电阻高、输入电流低于零，几乎不要向信号源吸取电流，在
在基极注入电流的大小，直接影响集电极电流的大小，利用输出电流控制输出电源的半导体。
6.6场效应管与晶体管的比较
（1）场效应管是电压控制元件，而晶体管是电流控制元件。
在只允许从信号源取较少电流的情况下，应选用场效应管；而在信号电压较低，又允许从信号源取较多电流的条件下，应选用晶体管。
（2）场效应管是利用多数载流子导电，所以称之为单极型器件，而晶体管是即有多数载流子，也利用少数载流子导电。
被称之为双极型器件。
（3）有些场效应管的源极和漏极可以互换使用，栅压也可正可负，灵活性比晶体管好。
（4）场效应管能在很小电流和很低电压的条件下工作，而且它的制造工艺可以很方便地把很多场效应管集成在一块硅片上，因此场效应管
6.7 场效应管好坏与极性判别:将万用表的量程选择在RX1K档,用黑表笔接D极,红表笔接S极,用手同时触及一下G,D极,场效应管应呈瞬时导通状态,即表针摆向阻值较小的位置,再用手触及一下G,S极, 场效应管应无反应,即表针回零位置不动.此时应可判断出场效应管为好管.
将万用表的量程选择在RX1K档,分别测量场效应管三个管脚之间的电阻阻值,若某脚与其他两脚之间的电阻值均为无穷大时,并且再交换表笔后仍为无穷大时,则此脚为G极,其它两脚为S极和D极.然后再用万用表测量S极和D极之间的电阻值一次,交换表笔后再测量一次,其中阻值较小的一次,黑表笔接的是S极,红表笔接的是D极.。