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n沟道mos管和p沟道mos管-KIA MOS管

信息来源:本站 日期:2023-08-28 

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n沟道mos管和p沟道mos管-KIA MOS管


金属-氧化物-半导体(Metal-Oxide-SemIConductor)结构的晶体管简称MOS晶体管,有P型MOS管和N型MOS管之分。MOS管构成的集成电路称为MOS集成电路,而PMOS管和NMOS管共同构成的互补型MOS集成电路即为CMOS集成电路。


n沟道mos管和p沟道mos管结构

n沟道 p沟道 mos管

上图对比可知,对于P型MOSFET,其寄生体二极管的阳极与漏极相连,阴极与源极相连;而对于N型MOSFET,其寄生体二极管的阳极与源极相连,阴极与漏极相连。


P型MOSFET和N型MOSFET的体二极管的阴阳极连接刚好相反。因此P型MOSFET和N型MOSFET,虽然从外观上无法区分,但是用万用表测试其寄生体二极管的阴阳极与漏源极的连接关系,便可区分开来。


另外一种区分MOSFET是P型还是N型的方法是看开通该MOSFET,门极对源极是需要正电平还是负电平。


对于N型MOSFET,若要将其开通,需要门极对源极(VGS)加一个正电压(该电压需要高于该MOSFET的门限电压),例如+10V。而对于P型MOSFET,如要将其开通,需要门极对源极(VGS)加一个负电压(该负电压需要低于该MOSFET的门限电压),例如-10V。


MOS管的N沟道与P沟道之间的关系

纯半导体的导电性能很差,但是可以通过加入一些特殊的杂质增强其导电能力。N型MOSFET会引入额外可移动的负电荷(电子),此时为N型(N沟道)参杂,在N型MOSFET中电子为多数载流子,空穴为少数载流子。P型MOSFET在半导体中产生带正电荷的空穴,此时为P型(P沟道)参杂,在P型MOSFET中空穴为多数载流子,电子为少数载流子。


n沟道mos管和p沟道mos管工作原理

仅含有一个P--N结的二极管工作过程,如下图所示,我们知道在二极管加上正向电压时(P端接正极,N端接负极),二极管导通,其PN结有电流通过,这是因为在P型半导体端为正电压时,N型半导体内的负电子被吸引而涌向加有正电压的P型半导体端,而P型半导体端内的正电子则朝N型半导体端运动,从而形成导通电流。


同理,当二极管加上反向电压(P端接负极,N端接正极)时,这时在P型半导体端为负电压,正电子被聚集在P型半导体端,负电子则聚集在N型半导体端,电子不移动,其PN结没有电流通过,二极管截止。

n沟道 p沟道 mos管

对于N沟道场效应管(见图1),在栅极没有电压时,由前面分析可知,在源极与漏极之间不会有电流流过,此时场效应管处于截止状态(图1a),当有一个正电压加在N沟道的MOS场效应管栅极时(见图1b),


由于电场的作用,此时N型半导体的源极和漏极的负电子被吸引出来涌向栅极,但由于氧化膜的阻挡,使得电子聚集在两个N沟道之间的P型半导体中(见图1b),


从而形成电流,使源极和漏极导通,我们也可以想象为两个N型半导体之间为一条沟,栅极电压的建立相当于为它们之间搭建了一座桥梁,该桥的大小由栅压的大小决定。

n沟道 p沟道 mos管

图2给出了P沟道的MOS场效应管的工作过程,其工作原理类似。


n沟道mos管和p沟道mos管区别

1、从外形上看:

p沟道的mos管比同规格的n沟道的要粗一些;


2、从导电性能看:

p沟道和n沟道相比,前者要比后者的电阻低一些(当然这只是一个方面)。


3、从耐温性看:

一般来说,相同规格下同等材质的情况下(如都是硅片),p沟道的耐高温能力要强于n型。


4、从稳定性上比较:

由于工艺的不同导致两者之间的差异较大;


5、从价格上分析:

由于制作工艺不同、原材料的不同以及成本等因素的影响使得两者的价格相差较大。


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