nmos和pmos的区别,nmos pmos怎么区分-KIA MOS管

MOS管根据导电性质不同可分为NMOS和PMOS两种。NMOS和PMOS的结构相似，都是由n型和p型半导体夹杂着一层氧化膜构成的。不同之处在于，NMOS的氧化膜上覆盖着一层金属，通常是钨或铜，而PMOS则覆盖着一层氮化硅或氧化铝等绝缘材料。

NMOS和PMOS的特性区别

NMOS的导通电阻小，通常用于低电压、大电流的场合，例如电源开关和放大器等；而PMOS的阻断电压高，通常用于高电压、小电流的场合，例如场效应晶体管和电源控制器等。

如何快速区分nmos和pmos

1.通过外观区分

NMOS和PMOS的外观有时可以通过肉眼观察来区分。通常情况下，NMOS的管芯颜色较深，呈灰色或黑色，而PMOS的管芯颜色较浅，呈淡黄色或淡蓝色。

2.通过标识区分

NMOS和PMOS的标识也可以用来区分它们。通常情况下，NMOS的标识为“N”，而PMOS的标识为“P”。

3.通过电路特性区分

在实际应用中，可以通过电路特性来区分NMOS和PMOS。通常情况下，NMOS的导通电阻小，可以在低电压、大电流的场合使用；而PMOS的阻断电压高，可以在高电压、小电流的场合使用。

nmos和pmos区别

PMOS和NMOS的源漏方位相反，NMOS的漏端drain在上面，PMOS的源端source在上面，之所以这么做是借助方位来表明电位的高低。NMOS的漏端drain和PMOS的源端source的电压都比栅端gate电压高，所以这么标注获得一个“visualaid”。电流方向是一致的，如果采用箭头表示电流方向，都是从上到下的。

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如果是四端口画法，箭头的方向就不是电流方向，而是衬底和沟道之间的PN结方向，和二极管一样，都是从P端指到N端。

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NMOS是N型沟道，P型衬底，衬底接最低电位，PMOS是P型沟道，N型衬底接最高电位。这样是为了源漏端和衬底形成P-N结反偏，不然电流从源漏端直接正向导通到地。击穿说的也是这个P-N结反向击穿。因为沟道和衬底的材料不同，所以栅压变化才会有耗尽层-反型层形成的说法。

NMOS的沟道材料是N型，而衬底材料是P型，所以栅极需要加正电压，才能排斥P型衬底里的空穴，吸引电子聚集在沟道的下方，和栅极的金属板构成栅电容。电容的介质材料是SiO2。PMOS的沟道材料是P型，而衬底材料是N型，要想在N型材料里吸引空穴的话，自然栅极应该加负电压。和NMOS栅极正电压越大，沟道的导电能力越强一样，PMOS是栅极电压负向越大，沟道导电能力越强。

nmos pmos工作条件不同

沟道形成条件

现在来看一下工作条件，NMOS，VGS>VthV_{GS}>V_{th}和VDS>VGS?VthV_{DS}>V_{GS}-V_{th}，前者是用来保证导电沟道的形成，叠加后者的条件就是饱和状态。导通条件到PMOS这，是以栅端电压对比衬底电压VDDV_{DD}较小为好，这样空穴就会被吸附到表面形成沟道，所以可以看出阈值电压VthV_{th}为负值。这和NMOS的VthV_{th}的正值恰相反，注意这里不涉及增强型还是耗尽型管子的区分。考虑衬底和源端相连，导通条件是VGS<VthV_{GS}<V_{th}，如果用绝对值表示|VGS|>|Vth||V_{GS}|>|V_{th}|。电流的流动从方位上和NMOS没有区别，都是从上方流到下方。

饱和条件

饱和区的条件类比较为麻烦，因为饱和区形成的微观机理稍微复杂一点。首先我们要弄清，为什么对于NMOS，当VDS>VGS?VthV_{DS}>V_{GS}-V_{th}就有IDI_D饱和呢？当满足了VGS>VthV_{GS}>V_{th}，沟道里从漏端到源端的电压都是一样的，可以等效为简单的平行板电容器。但是MOS管是个立体结构，除了平行板的垂直电场，要形成电流还需要水平方向的电场，也就是从漏极到源级的电场。水平方向的电场NMOS是漏端最高，源端最低，沿着沟道方向电势逐渐降低。

沟道处的电势由固定的衬底电势叠加水平方向的电势，就造成了栅平行板电容虽然栅极电压不变，但衬底边的电压不均匀。对于NMOS来说，需要保证VGS>VthV_{GS}>V_{th}，这里S换成sub(衬底)会更好理解，VG?Sub>VthV_{G-Sub}>V_{th}，但现在衬底电压因为施加了VDSV_{DS}不再保持均匀相等。靠近漏端这一端的电压VGDV_{GD}要比VGSV_{GS}小，因为漏端电压高。随着漏端电压的提升，VGDV_{GD}会率先小于VthV_{th}，这样漏端这个地方就形成了夹断（pinch-off），但这个夹断和VG?Sub<VthV_{G-Sub}<V_{th}时的截止不一样，称为预夹断，是通过VDSV_{DS}破坏了VG?Sub>VthV_{G-Sub}>V_{th}的条件形成的夹断，且只有漏端一点夹断了，不是整个沟道都夹断了。但是，沟道的预夹断正是我们需要的，因为夹断后漏端和栅端就连接起来的了。

这里其实是有点问题的，因为按照前面的器件模型，夹断后VGDV_{GD}是等于VthV_{th}的，继续增大VDV_D可以继续减小VGDV_{GD}，造成小于VthV_{th}的情况。但这里的假设是，VGDV_{GD}减小到VthV_{th}的时候，栅端和漏端连接起来，这样无论VDV_D如何变化，夹断点都等于VthV_{th}，整个沟道的水平电压也就保持不变了。这里不考虑channel-lengthmodulation的情况。夹断以后，器件模型就类似是diode-connected的电路拓扑了，栅端和漏端连接，器件始终工作在饱和区。不过不同的是，器件里降低VDV_D可以回到线性区，而在电路里，降低VDV_D回不到线性区，只能直接进入截止区。

根据前面的分析，可以知道NMOS进入饱和区的要求是VGD<VthV_{GD}<V_{th}，换成常用的是VDS>VGS?VthV_{DS}>V_{GS}-V_{th}。PMOS因为栅端电压负与衬底端，所以施加VSDV_{SD}后，漏端的电压最低，且低的栅端电压高于漏端电压不超过阈值电压了，破坏了栅电压构筑的导通条件，所以有VGD>VthV_{GD}>V_{th}，换算一下，VDS<VGS?VthV_{DS}<V_{GS}-V_{th}。

总结

对于NMOS，栅端gate比衬底端substrate高一个VthV_{th}，才能形成沟道，要破坏这个沟道，栅端gate比漏端drain高，但不能高于VthV_{th}，才能形成预夹断，工作在饱和区。

VGS>Vth，VGD<VthV_{GS}>V_{th}，V_{GD}<V_{th}，后一个条件即VDS>VGS?VthV_{DS}>V_{GS}-V_{th}

对于PMOS，栅端gate比衬底端substrate低过负阈值电压VthV_{th}，才可以吸附空穴，形成反型层，栅端gate比漏端drain低，但不能低过VthV_{th}，形成沟道破坏条件，才能工作在饱和区。

VGS<Vth，VGD>VthV_{GS}<V_{th}，V_{GD}>V_{th}，后一个条件即VDS<VGS?VthV_{DS}<V_{GS}-V_{th}，考虑VthV_{th}是负值，也可以改为|VGS|>|Vth|，|VDS|>|VGS|?|Vth||V_{GS}|>|V_{th}|，|V_{DS}|>|V_{GS}|-|V_{th}|，这样和NMOS的条件就有了一定的统一性。

NMOS和PMOS的应用领域

NMOS的应用领域

NMOS广泛应用于数字电路、开关电源、计算机内存等领域。在数字电路中，NMOS常用于设计与门、或门、非门等逻辑门电路；在开关电源中，NMOS常用于设计开关管和调整管等；在计算机内存中，NMOS常用于设计DRAM和SRAM等存储器。

PMO的应用领域

PMOS主要用于高频电路、射频电路、传感器等领域。在高频电路中，PMOS常用于设计高频开关和调制器等；在射频电路中，PMOS常用于设计射频开关和衰减器等；在传感器领域，PMOS常用于设计压力传感器、温度传感器等。

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