在绝缘栅场效应晶体管中,二氧化硅通常当前用作金属铝栅与半导体之间的绝缘层,其被称为金属氧化物半导体场效应晶体管,或简称为MOSFET或MOS。
MOS管的电路符号1)如何区分G,D和S极? G极易于区分,每个人都可以一目了然。
无论是P通道还是N通道,两条线的交点都是S极。
无论是P通道还是N通道,单独引线的侧面都是D极。
2)如何区分N和P通道?指向G极的箭头是N通道。
背离G极的箭头是P通道。
3)寄生二极管的方向为N沟道,从S极到D极。
P通道,从D极到S极。
MOS管的导通条件为N沟道:Ug> Us,导通。
(简单地认为)当Ug = Us时中断。
P通道:当Ug <Us时打开。
(简单地认为)当Ug = Us时中断。
请注意,当将MOS管用作开关设备时,输入和输出一定不能反向,并且反向的寄生二极管始终处于导通状态,而MOS本身就失去了开关的作用。
万用表区分N / P通道,并将万用表调整为“二极管齿轮”。
红色测试引线(+极)连接到D极,黑色测试引线(-极)连接到S极:假设二极管值小于0.7V。
然后我们交换测试导线,黑色测试导线(-极)连接到D极,红色测试导线(+极)连接到S极:假设二极管值高于1.2V。
然后我们可以判断这是MOSPMOS。
如果两个测量结果与我们的假设相反,则可以判断为➣NMOS。
为了梳理上述区分P和N通道的方法的逻辑,关键是DS极之间的寄生二极管。
换句话说,我们依靠测量该寄生二极管的传导方向来确定P和N通道。
MOS管的内部工作原理是在具有低掺杂浓度的P型半导体硅衬底上。
通过半导体光刻和扩散工艺制造了两个高掺杂浓度的N区,并从金属铝中引出了两个电极作为漏极。
极D和源极S。
然后,在漏极和源极之间的P型半导体表面上覆盖一层薄的二氧化硅(SiO2)绝缘层膜,然后在该绝缘层上安装铝电极作为栅极G.这构成了一个N沟道增强模式MOS管。
显然,其栅极与其他电极绝缘。
使用与上述相同的方法,在一块具有较低掺杂浓度的N型半导体硅衬底上,通过半导体光刻和扩散工艺制造两个具有高掺杂浓度的P区,并且采用与上述相同的栅极制造工艺。
制成P沟道增强型MOS管。
增强型MOS管的漏极D和源极S之间有两个背对背PN结。
当栅极-源极电压VGS = 0时,即使添加了漏极-源极电压VDS,也始终在反向偏置状态下存在PN结,并且漏极和源极之间没有导电通道(无电流流动) ,因此此时的漏极电流ID为0。
此时,如果在栅极和源极之间施加正向电压,即,VGS> 0,则在栅极和硅衬底之间的SiO 2绝缘层中将产生指向P型硅衬底的电场。
。
由于氧化物层是绝缘的,所以施加到栅极的电压VGS不能形成电流。
在氧化物层的两侧上形成电容器。
VGS等效于给电容器充电并形成电场。
随着VGS逐渐增加,在栅极的正电压吸引下,大量电子聚集在电容器的另一侧,并形成了从漏极到源极的N型导电沟道。
当VGS大于管的开启电压VT(通常约为2V)时,N沟道管开始导通,形成漏极电流ID。
我们将沟道形成开始时的栅源电压称为导通电压,通常用VT表示。
控制栅极电压VGS的大小改变了电场的强度,并且可以实现控制漏极电流ID的大小的目的。
这也是MOS管使用电场控制电流的重要特征,因此也称为场效应管。
MOS管的分类MOS管动画图的工作原理也有N通道和P通道两种类型,但每种类型都是