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​mosfet的工作原理,mosfet结构原理图-KIA MOS管

信息来源:本站 日期:2025-11-12 

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mosfet的工作原理,mosfet结构原理图-KIA MOS管


mosfet的结构

金属氧化物半导体场效电晶体(MOSFET)是一种基于金属氧化物半导体结构的场效应晶体管。其核心由栅极、源极、漏极构成,按沟道极性分为N沟道型(NMOS)和P沟道型(PMOS)。通过栅极电压调控沟道载流子的导通状态,具有截止区、线性区及饱和区三种工作模式。

MOSFET的结构分为四大部分:源极(Source)、漏极(Drain)、栅极(GateQ)和基板(Bulk)。这四个部分的不同配置决定了它的工作方式。

源极(Source):通常是电流进入的端点。对于NMOS,源极是n型半导体,通常连接到低电压。对于PMOS,源极是p型半导体,通常连接到高电压。

漏极(Drain):电流流出端点。与源极类似,NMOS的漏极连接到负载,PMOS的漏极连接到电源。

栅极(Gate):控制电流流动的端点。栅极上加的电压决定了源漏之间是否可以形成导电的沟道。栅极与基板之间有一层绝缘层,通常是二氧化硅(SiO2)。

基板(Bulk):通常是较大的硅片本身,可以是p型或n型半导体。基板的作用是为器件提供结构支持。

mosfet的工作原理

mosfet的工作原理

mosfet的工作原理(以NMOS为例)

NMOS由n型半导体构成的源极和漏极,而基板(衬底)通常是p型半导体。

工作原理:

关闭状态(栅极电压低于阈值电压 Vth)

当栅极电压(V_GS)低于阈值电压(V_th)时,栅极产生的电场不足以在基板和源极之间形成导电通道。

在这种情况下,p型基板中的孔(空穴)不会被驱动到栅极下方,因此源极和漏极之间无法形成连接。

这时,NMOS处于关闭状态,电流不能从源极流向漏极。

开启状态(栅极电压大于阈值电压 Vth)

当栅极电压(V_GS) 大于阈值电压(V_th) 时,栅极电场会影响基板下方的载流子分布。p型基板中的空穴被推到远离栅极的地方,同时将电子从源极引导到栅极下方,从而在源极和漏极之间形成一个导电的n型沟道。

这样,电子就能从源极通过导电通道流向漏极,形成电流。这个过程就是MOSFET的“导通”状态。

通过栅极电压的控制,NMOS实现了源极与漏极之间的电流流动。

栅极电压的调节作用

栅极电压(V_GS)越大,导电通道的电导越大,电流也会增大。

栅极电压低于阈值时,通道关闭,电流无法流动。

PMOS与NMOS的工作原理基本相同,但载流子类型相反,PMOS使用的是空穴(即正电荷),而NMOS使用的是电子(即负电荷)。

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