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耗尽型与增强型MOS管的区别详解-KIA MOS管

信息来源:本站 日期:2020-04-10 

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耗尽型与增强型MOS管的区别详解

耗尽型与增强型MOS管的区别主要在于耗尽型MOS管在G端(Gate)不加电压时有导电沟道存在,而增强型MOS管只有在开启后,才会出现导电沟道;两者的控制方式也不一样,耗尽型MOS管的VGS(栅极电压)可以用正、零、负电压控制导通,而增强型MOS管必须使得VGS>VGS(th)(栅极阈值电压)才行。


耗尽型与增强型MOS管简述

场效应管分为结型场效应管(JFET)和绝缘栅场效应管(MOS管)两大类。


按沟道材料型和绝缘栅型各分N沟道和P沟道两种;按导电方式:耗尽型与增强型,结型场效应管均为耗尽型,绝缘栅型场效应管既有耗尽型的,也有增强型的。


场效应晶体管可分为结场效应晶体管和MOS场效应晶体管,而MOS场效应晶体管又分为N沟耗尽型和增强型;P沟耗尽型和增强型四大类。


绝缘栅场效应管是由金属、氧化物和半导体所组成,所以又称为金属—氧化物—半导体场效应管,简称MOS场效应管。


耗尽型与增强型MOS管的区别


绝缘栅型场效应管的工作原理(以N沟道增强型MOS场效应管为例)它是利用UGS来控制“感应电荷”的多少,以改变由这些“感应电荷”形成的导电沟道的状况,然后达到控制漏极电流的目的。在制造管子时,通过工艺使绝缘层中出现大量正离子,故在交界面的另一侧能感应出较多的负电荷,这些负电荷把高渗杂质的N区接通,形成了导电沟道,即使在VGS=0时也有较大的漏极电流ID。当栅极电压改变时,沟道内被感应的电荷量也改变,导电沟道的宽窄也随之而变,因而漏极电流ID随着栅极电压的变化而变化。


场效应管的工作方式有两种:所谓的增强还是耗尽,主要是指MOS管内的反型层。如果在不通电情况下,反型层不存在,电压加到一定程度后,反型层才出现,(当栅压为零,漏极电流也为零,必须再加一定的栅压之后才有漏极电流的)这个就是增强。相反,如果反型层一开始就存在,随着电压强弱,反型层会出现增加或者衰减,(当栅压为零时有较大漏极电流的)这个就是耗尽。


耗尽型与增强型MOS管的区别详解

耗尽型与增强型的主要区别在于耗尽型MOS管在G端(Gate)不加电压时有导电沟道存在,而增强型MOS管只有在开启后,才会出现导电沟道;两者的控制方式也不一样,耗尽型MOS管的VGS(栅极电压)可以用正、零、负电压控制导通,而增强型MOS管必须使得VGS>VGS(th)(栅极阈值电压)才行。


由于耗尽型N沟道MOS管在SiO2绝缘层中掺有大量的Na+或K+正离子(制造P沟道耗尽型MOS管时掺入负离子),当VGS=0时,这些正离子产生的电场能在P型衬底中感应出足够的电子,形成N型导电沟道;当VGS>0时,将产生较大的ID(漏极电流);如果使VGS<0,则它将削弱正离子所形成的电场,使N沟道变窄,从而使ID减小。


这些特性使得耗尽型MOS管在实际应用中,当设备开机时可能会误触发MOS管,导致整机失效;不易被控制,使得其应用极少。


因此,日常我们看到的NMOS、PMOS多为增强型MOS管;其中,PMOS可以很方便地用作高端驱动。不过PMOS由于存在导通电阻大、价格贵、替换种类少等问题,在高端驱动中,通常还是使用NMOS替代,这也是市面上无论是应用还是产品种类,增强型NMOS管最为常见的重要原因,尤其在开关电源和马达驱动的应用中,一般都用NMOS管。


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