MOS管各种概念(三个极、沟道、衬底、电流方向、箭头方向、耗尽型和增强型、寄生二极管、封装引脚)

news2024/10/2 6:34:33

三个极、沟道、衬底

D(Drain)漏极:载流子(NMOS为负电荷,PMOS为正电荷)离开端。
S(Source)源极:载流子发射端。
G(Gate)栅极:控制MOS开关的管脚。
沟道:D和S之间形成的导电通道。
衬底:向沟道提供电子或从沟道拿电子,与源极连接。
mos管三极
NMOS
上图为NMOS。
沟道

MOS符号中栅极的箭头含义

栅极进行操作时,电子如何在衬底和沟道之间流动以形成一条沟道,箭头方向就是指的该电子流动方向。对于NMOS,栅极施加比衬底(S极)高的电压,衬底的电子流向栅极沟道方向,栅极处形成一条N沟道,NMOS导通;对于PMOS,栅极施加比衬底(S极)低的电压,栅极沟道的电子流向衬底,栅极处形成一条P沟道,PMOS导通。

电流方向

电流方向
流动方向原因分析:对于NMOS,D和S都是N极性,要想D和S导通,D和S之间需要形成N沟道,要想形成N沟道,衬底的电子需要流向沟道,因此G电压要比衬底(S)高,所以通常做法是G施加高电压,将S极连接到GND;对于PMOS,D和S都是P极性,要想D和S导通,D和S之间需要形成P沟道,要想形成P沟道,沟道的电子需要流向衬底,因此G电压要比衬底(S)低,所以通常做法是G施加低电压,将S极连接到高电压。

增强型和耗尽型

符号上:耗尽型为实线,增强型为虚线。耗尽型栅极悬空时,就存在一条导电沟道,所以符号为实线。增强型只有栅极进行了操作才形成一条沟道,所以符号为虚线。G和S之间的电压VGS对于这两种类型MOS具有同方向的效果,可以认为耗尽型的起跑线比增强型高。由于耗尽型初始就导电,所以很多场景用初始导电确定性高的增强型。

二极管符号

很多时候电路图中MOS管旁边会带有一个二极管符号,这个不是人工加了一个二极管,而是MOS管自身的寄生二极管。对于NMOS,由于衬底(和S极相连)是P极,D极是N极,所以S到D相当于存在了一个二极管;对于PMOS,由于衬底(和S极相连)是N极,D极是P极,所以D到S相当于存在了一个二极管。在上文电流方向章节中有描述,对于NMOS,只要G大于S,MOS管就可以导通,并没有提到D,D是不是可以随便设置电压呢?从这个寄生二极管可以看出,要想MOS管作为开关作用,D不可以随便设置。NMOS的D电压一般不能比S电压低,因为会导致这个寄生二极管导通,G极不管怎么样,MOS管都看起来像是直接导通了,失去了MOS开关功能。PMOS则是D电压一般不能比S电压高。
寄生二极管

器件封装管脚定义

背靠PCB的为漏极(D,Drain)。
SOT-23
SOT-89
TO-263
SOP-8

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