白沙烟,长白山香烟细烟价格表 ,红河道香烟,黄山细支香烟价格表图

MOS管是FET的一種（另一種為JFET結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管），主要有兩種結(jié)構(gòu)形式：N溝道型和P溝道型；又根據(jù)場(chǎng)效應(yīng)原理的不同，分為耗盡型（當(dāng)柵壓為零時(shí)有較大漏極電流）和增強(qiáng)型（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）兩種。因此，MOS管可以被制構(gòu)成P溝道增強(qiáng)型、P溝道耗盡型、N溝道增強(qiáng)型、N溝道耗盡型4種類型產(chǎn)品。

圖表1 MOS管的4種類型

每一個(gè)MOS管都提供有三個(gè)電極：Gate柵極（表示為“G”）、Source源極（表示為“S”）、Drain漏極（表示為“D”）。接線時(shí)，對(duì)于N溝道的電源輸入為D，輸出為S；P溝道的電源輸入為S，輸出為D；且增強(qiáng)型、耗盡型的接法基本一樣。

圖表2 MOS管內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

從結(jié)構(gòu)圖可發(fā)現(xiàn)，N溝道型場(chǎng)效應(yīng)管的源極和漏極接在N型半導(dǎo)體上，而P溝道型場(chǎng)效應(yīng)管的源極和漏極則接在P型半導(dǎo)體上。場(chǎng)效應(yīng)管輸出電流由輸入的電壓（或稱場(chǎng)電壓）控制，其輸入的電流極小或沒有電流輸入，使得該器件有很高的輸入阻抗，這也是MOS管被稱為場(chǎng)效應(yīng)管的重要原因。

MOS管工作原理

1、N溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管原理

N溝道增強(qiáng)型MOS管在P型半導(dǎo)體上生成一層SiO2薄膜絕緣層，然后用光刻工藝擴(kuò)散兩個(gè)高摻雜的N型區(qū)，從N型區(qū)引出電極（漏極D、源極S）；在源極和漏極之間的SiO2絕緣層上鍍一層金屬鋁作為柵極G；P型半導(dǎo)體稱為襯底，用符號(hào)B表示。由于柵極與其它電極之間是相互絕緣的，所以NMOS又被稱為絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管。

當(dāng)柵極G和源極S之間不加任何電壓，即VGS=0時(shí)，由于漏極和源極兩個(gè)N+型區(qū)之間隔有P型襯底，相當(dāng)于兩個(gè)背靠背連接的PN結(jié)，它們之間的電阻高達(dá)1012Ω，即D、S之間不具備導(dǎo)電的溝道，所以無論在漏、源極之間加何種極性的電壓，都不會(huì)產(chǎn)生漏極電流ID。

圖表3 N溝道增強(qiáng)型MOS管結(jié)構(gòu)示意圖

當(dāng)將襯底B與源極S短接，在柵極G和源極S之間加正電壓，即VGS＞0時(shí)，如圖表3（a）所示，則在柵極與襯底之間產(chǎn)生一個(gè)由柵極指向襯底的電場(chǎng)。在這個(gè)電場(chǎng)的作用下，P襯底表面附近的空穴受到排斥將向下方運(yùn)動(dòng)，電子受電場(chǎng)的吸引向襯底表面運(yùn)動(dòng)，與襯底表面的空穴復(fù)合，形成了一層耗盡層。

如果進(jìn)一步提高VGS電壓，使VGS達(dá)到某一電壓VT時(shí)，P襯底表面層中空穴全部被排斥和耗盡，而自由電子大量地被吸引到表面層，由量變到質(zhì)變，使表面層變成了自由電子為多子的N型層，稱為“反型層”，如圖表3（b）所示。

反型層將漏極D和源極S兩個(gè)N+型區(qū)相連通，構(gòu)成了漏、源極之間的N型導(dǎo)電溝道。把開始形成導(dǎo)電溝道所需的VGS值稱為閾值電壓或開啟電壓，用VGS（th）表示。顯然，只有VGS＞VGS（th）時(shí)才有溝道，而且VGS越大，溝道越厚，溝道的導(dǎo)通電阻越小，導(dǎo)電能力越強(qiáng)；“增強(qiáng)型”一詞也由此得來。

圖表4 耗盡層與反型層產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)示意圖

在VGS＞VGS（th）的條件下，如果在漏極D和源極S之間加上正電壓VDS，導(dǎo)電溝道就會(huì)有電流流通。漏極電流由漏區(qū)流向源區(qū)，因?yàn)闇系烙幸欢ǖ碾娮瑁匝刂鴾系喇a(chǎn)生電壓降，使溝道各點(diǎn)的電位沿溝道由漏區(qū)到源區(qū)逐漸減小，靠近漏區(qū)一端的電壓VGD最小，其值為VGD=VGS－VDS，相應(yīng)的溝道最薄；靠近源區(qū)一端的電壓最大，等于VGS，相應(yīng)的溝道最厚。

這樣就使得溝道厚度不再是均勻的，整個(gè)溝道呈傾斜狀。隨著VDS的增大，靠近漏區(qū)一端的溝道越來越薄。

當(dāng)VDS增大到某一臨界值，使VGD≤VGS（th）時(shí)，漏端的溝道消失，只剩下耗盡層，把這種情況稱為溝道“預(yù)夾斷”，如圖表4（a）所示。繼續(xù)增大VDS[即VDS＞VGS－VGS（th）]，夾斷點(diǎn)向源極方向移動(dòng)，如圖表4（b）所示。

盡管夾斷點(diǎn)在移動(dòng)，但溝道區(qū)（源極S到夾斷點(diǎn)）的電壓降保持不變，仍等于VGS－VGS（th）。因此，VDS多余部分電壓[VDS－（VGS－VGS（th））]全部降到夾斷區(qū)上，在夾斷區(qū)內(nèi)形成較強(qiáng)的電場(chǎng)。這時(shí)電子沿溝道從源極流向夾斷區(qū)，當(dāng)電子到達(dá)夾斷區(qū)邊緣時(shí)，受夾斷區(qū)強(qiáng)電場(chǎng)的作用，會(huì)很快的漂移到漏極。

圖表5 預(yù)夾斷及夾斷區(qū)形成示意圖

2、P溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管原理

P溝道增強(qiáng)型MOS管因在N型襯底中生成P型反型層而得名，其通過光刻、擴(kuò)散的方法或其他手段，在N型襯底（基片）上制作出兩個(gè)摻雜的P區(qū)，分別引出電極（源極S和漏極D），同時(shí)在漏極與源極之間的SiO2絕緣層上制作金屬柵極G。其結(jié)構(gòu)和工作原理與N溝道MOS管類似；只是使用的柵-源和漏-源電壓極性與N溝道MOS管相反。

在正常工作時(shí)，P溝道增強(qiáng)型MOS管的襯底必須與源極相連，而漏極對(duì)源極的電壓VDS應(yīng)為負(fù)值，以保證兩個(gè)P區(qū)與襯底之間的PN結(jié)均為反偏，同時(shí)為了在襯底頂表面附近形成導(dǎo)電溝道，柵極對(duì)源極的電壓也應(yīng)為負(fù)。

圖表6 P溝道增強(qiáng)型MOS管的結(jié)構(gòu)示意圖

當(dāng)VDS=0時(shí)。在柵源之間加負(fù)電壓比，由于絕緣層的存在，故沒有電流，但是金屬柵極被補(bǔ)充電而聚集負(fù)電荷，N型半導(dǎo)體中的多子電子被負(fù)電荷排斥向體內(nèi)運(yùn)動(dòng)，表面留下帶正電的離子，形成耗盡層。

隨著G、S間負(fù)電壓的增加，耗盡層加寬，當(dāng)VDS增大到一定值時(shí)，襯底中的空穴（少子）被柵極中的負(fù)電荷吸引到表面，在耗盡層和絕緣層之間形成一個(gè)P型薄層，稱反型層，如圖表6（2）所示。

這個(gè)反型層就構(gòu)成漏源之間的導(dǎo)電溝道，這時(shí)的VGS稱為開啟電壓VGS（th），達(dá)到VGS（th）后再增加，襯底表面感應(yīng)的空穴越多，反型層加寬，而耗盡層的寬度卻不再變化，這樣我們可以用VGS的大小控制導(dǎo)電溝道的寬度。

圖表7 P溝道增強(qiáng)型MOS管耗盡層及反型層形成示意圖

當(dāng)VDS≠0時(shí)。導(dǎo)電溝道形成以后，D、S間加負(fù)向電壓時(shí)，那么在源極與漏極之間將有漏極電流ID流通，而且ID隨VDS而增，ID沿溝道產(chǎn)生的壓降使溝道上各點(diǎn)與柵極間的電壓不再相等，該電壓削弱了柵極中負(fù)電荷電場(chǎng)的作用，使溝道從漏極到源極逐漸變窄，如圖表7（1）所示。

當(dāng)VDS增大到使VGD=VGS（即VDS=VGS-VGS（TH）），溝道在漏極附近出現(xiàn)預(yù)夾斷，如圖表7（2）所示。再繼續(xù)增大VDS，夾斷區(qū)只是稍有加長(zhǎng)，而溝道電流基本上保持預(yù)夾斷時(shí)的數(shù)值，其原因是當(dāng)出現(xiàn)預(yù)夾斷時(shí)再繼續(xù)增大VDS，VDS的多余部分就全部加在漏極附近的夾斷區(qū)上，故形成的漏極電流ID近似與VDS無關(guān)。

圖表8 P溝道增強(qiáng)型MOS管預(yù)夾斷及夾斷區(qū)形成示意圖

3、N溝道耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管原理

N溝道耗盡型MOS管的結(jié)構(gòu)與增強(qiáng)型MOS管結(jié)構(gòu)類似，只有一點(diǎn)不同，就是N溝道耗盡型MOS管在柵極電壓VGS=0時(shí)，溝道已經(jīng)存在。這是因?yàn)镹溝道是在制造過程中采用離子注入法預(yù)先在D、S之間襯底的表面、柵極下方的SiO2絕緣層中摻入了大量的金屬正離子，該溝道亦稱為初始溝道。

當(dāng)VGS＝0時(shí)，這些正離子已經(jīng)感應(yīng)出反型層，形成了溝道，所以只要有漏源電壓，就有漏極電流存在；當(dāng)VGS＞0時(shí)，將使ID進(jìn)一步增加；VGS＜0時(shí)，隨著VGS的減小，漏極電流逐漸減小，直至ID＝0。對(duì)應(yīng)ID＝0的VGS稱為夾斷電壓或閾值電壓，用符號(hào)VGS（off）或Up表示。

由于耗盡型MOSFET在VGS=0時(shí)，漏源之間的溝道已經(jīng)存在，所以只要加上VDS，就有ID流通。如果增加正向柵壓VGS，柵極與襯底之間的電場(chǎng)將使溝道中感應(yīng)更多的電子，溝道變厚，溝道的電導(dǎo)增大。

如果在柵極加負(fù)電壓（即VGS＜0），就會(huì)在相對(duì)應(yīng)的襯底表面感應(yīng)出正電荷，這些正電荷抵消N溝道中的電子，從而在襯底表面產(chǎn)生一個(gè)耗盡層，使溝道變窄，溝道電導(dǎo)減小。當(dāng)負(fù)柵壓增大到某一電壓VGS（off）時(shí)，耗盡區(qū)擴(kuò)展到整個(gè)溝道，溝道完全被夾斷（耗盡），這時(shí)即使VDS仍存在，也不會(huì)產(chǎn)生漏極電流，即ID=0。

圖表9 N溝道耗盡型MOS管結(jié)構(gòu)（左）及轉(zhuǎn)移特性（右）示意圖

4、P溝道耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管原理

P溝道耗盡型MOS管的工作原理與N溝道耗盡型MOS管完全相同，只不過導(dǎo)電的載流子不同，供電電壓極性也不同。

5、耗盡型與增強(qiáng)型MOS管的區(qū)別

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PMOS由于存在導(dǎo)通電阻大、價(jià)格貴、替換種類少等問題，在高端驅(qū)動(dòng)中，通常還是使用NMOS替代，這也是市面上無論是應(yīng)用還是產(chǎn)品種類，增強(qiáng)型NMOS管最為常見的重要原因，尤其在開關(guān)電源和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用中，一般都用NMOS管。