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一文解析MOS管的作用是什么-細說MOS管特性、性能參數、作用等-KIA MOS管

信息來源:本站 日期:2019-04-19 

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MOS管的作用

MOS管概述

mos管是金屬(metal)、氧化物(oxide)、半導體(semiconductor)場效應晶體管,或者稱是金屬—絕緣體(insulator)、半導體。MOS管的source和drain是可以對調的,他們都是在P型backgate中形成的N型區。在多數情況下,這個兩個區是一樣的,即使兩端對調也不會影響器件的性能。這樣的器件被認為是對稱的。


場效應管(FET),把輸入電壓的變化轉化為輸出電流的變化。FET的增益等于它的跨導, 定義為輸出電流的變化和輸入電壓變化之比。市面上常有的一般為N溝道和P溝道,詳情參考右側圖片(P溝道耗盡型MOS管)。而P溝道常見的為低壓mos管。


場效應管通過投影一個電場在一個絕緣層上來影響流過晶體管的電流。事實上沒有電流流過這個絕緣體,所以FET管的GATE電流非常小。最普通的FET用一薄層二氧化硅來作為GATE極下的絕緣體。這種晶體管稱為金屬氧化物半導體(MOS)晶體管,或,金屬氧化物半導體場效應管(MOSFET)。因為MOS管更小更省電,所以他們已經在很多應用場合取代了雙極型晶體管。


MOS管的作用


(一)MOS管的性能參數有哪些

MOS管的作用,優質的MOS管能夠承受的電流峰值更高。一般情況下我們要判斷主板上MOS管的質量高低,可以看它能承受的最大電流值。影響MOS管質量高低的參數非常多,像極端電流、極端電壓等。但在MOS管上無法標注這么多參數,所以在MOS管表面一般只標注了產品的型號,我們可以根據該型號上網查找具體的性能參數。


還要說明的是,溫度也是MOS管一個非常重要的性能參數。主要包括環境溫度、管殼溫度、貯成溫度等。由于CPU頻率的提高,MOS管需要承受的電流也隨著增強,提供近百A的電流已經很常見了。如此巨大的電流通過時產生的熱量當然使MOS管“發燒”了。為了MOS管的安全,高品質主板也開始為MOS管加裝散熱片了。


(二)MOS管的主要參數

(1) 開啟電壓VT :在VDS為一固定數值時,能產生ID所需要的最小 |VGS | 值。(增強)


(2) 夾斷電壓VP :在VDS為一固定數值時,使 ID對應一微小電流時的 |VGS | 值。(耗盡)


(3) 飽和漏極電流IDSS :在VGS = 0時,管子發生預夾斷時的漏極電流。(耗盡)


(4) 極間電容 :漏源電容CDS約為 0.1~1pF,柵源電容CGS和柵漏極電容CGD約為1~3pF。


(5) 低頻跨導 gm :表示VGS對iD的控制作用。在轉移特性曲線上,gm 是曲線在某點上的斜率,也可由iD的表達式求導得出,單位為 S 或 mS。


(6) 最大漏極電流 IDM


(7) 最大漏極耗散功率 PDM


(8) 漏源擊穿電壓 V(BR)DS 柵源擊穿電壓 V(BR)GS


(三)MOS管的作用詳解

目前主板或顯卡上所采用的MOS管并不是太多,一般有10個左右,主要原因是大部分MOS管被整合到IC芯片中去了 。由于MOS管主要是為配件提供穩定的電壓,所以它一般使用在CPU、AGP插槽和內存插槽附近。其中在CPU與AGP插槽附近各安排一組MOS管,而內存插槽則共用了一組MOS管,MOS管一般是以兩個組成一組的形式出現主板上的。


(四)MOS管的作用-開關

(1)信號切換

信號切換用NMOS管:Ug比Us大3V-5V即可,實際上只要導通即可,不必飽和導通;常見:2N7002、2N7002E、2N7002K、2N7002D、2N7301N。


MOS管的作用



(2)電壓通斷

電壓通斷用NMOS管:Ug比Us應大10V以上,而且開通時必須工作在飽和導通狀態。常見有:AOL1448、AOL1448A、AON7406、AON7702、RJK03B9DP。


MOS管的作用

MOS管的作用


PMOS管則和NMOS管條件剛好相反。


(3)MOS管開關時在電路中的連接方法


NMOS管:D極接輸入,S極輸出;


PMOS管:S極接輸入,D極輸出;


輸入至輸出的方向和寄生二極管的方向相反。


(五)MOS管的作用-隔離

MOS管的隔離作用就是實現電路的單向導通,它就相當于一個二極管。使用二極管導通時會有壓降,會損失一些電壓。而使用MOS管做隔離,讓MOS管飽和導通,通過電流時MOS管幾乎不產生壓降。有外部適配器接入時,適配器供電;沒有外部適配器接入時,電池供電。


(六)

在電路設計上的靈活性大。柵偏壓可正可負可零,三極管只能在正向偏置下工作,電子管只能在負偏壓下工作。另外輸入阻抗高,可以減輕信號源負載,易于跟前級匹配。


MOS管的特性

上述MOS管的工作原理中可以看出,MOS管的柵極G和源極S之間是絕緣的,由于SiO2絕緣層的存在,在柵極G和源極S之間等效是一個電容存在,電壓VGS產生電場從而導致源極-漏極電流的產生。此時的柵極電壓VGS決定了漏極電流的大小,控制柵極電壓VGS的大小就可以控制漏極電流ID的大小。這就可以得出如下結論:


1) mos管是一個由改變電壓來控制電流的器件,所以是電壓器件。


2) mos管道輸入特性為容性特性,所以輸入阻抗極高。


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