㈠ MOS管的工作原理
mos管是金屬(metal)—氧化物(oxid)—半導體(semiconctor)場效應晶體管。
或者稱是金屬—絕緣體(insulator)—半導體。
MOS管的source和drain是可以對調的,他們都是在P型backgate中形成的N型區。在多數情況下,這個兩個區是一樣的,即使兩端對調也不會影響器件的性能。這樣的器件被認為是對稱的。
雙極型晶體管把輸入端電流的微小變化放大後,在輸出端輸出一個大的電流變化。雙極型晶體管的增益就定義為輸出輸入電流之比(beta)。另一種晶體管,叫做場效應管(FET),把輸入電壓的變化轉化為輸出電流的變化。FET的增益等於它的transconctance, 定義為輸出電流的變化和輸入電壓變化之比。 場效應管的名字也來源於它的輸入端(稱為gate)通過投影一個電場在一個絕緣層上來影響流過晶體管的電流。事實上沒有電流流過這個絕緣體,所以FET管的GATE電流非常小。最普通的FET用一薄層二氧化硅來作為GATE極下的絕緣體。這種晶體管稱為金屬氧化物半導體(MOS)晶體管,或,金屬氧化物半導體場效應管(MOSFET)。因為MOS管更小更省電,所以他們已經在很多應用場合取代了雙極型晶體管。
MOS管的工作原理:
先考察一個更簡單的器件-MOS電容-能更好的理解MOS管。這個器件有兩個電極,一個是金屬,另一個是extrinsic silicon,他們之間由一薄層二氧化硅分隔開。金屬極就是GATE,而半導體端就是backgate或者body。他們之間的絕緣氧化層稱為gate dielectric。圖示中的器件有一個輕摻雜P型硅做成的backgate。這個MOS 電容的電特性能通過把backgate接地,gate接不同的電壓來說明。MOS電容的GATE電位是0V。金屬GATE和半導體BACKGATE在WORK FUNCTION上的差異在電介質上產生了一個小電場。在器件中,這個電場使金屬極帶輕微的正電位,P型硅負電位。這個電場把硅中底層的電子吸引到表面來,它同時把空穴排斥出表面。這個電場太弱了,所以載流子濃度的變化非常小,對器件整體的特性影響也非常小。
當MOS電容的GATE相對於BACKGATE正偏置時發生的情況。穿過GATE DIELECTRIC的電場加強了,有更多的電子從襯底被拉了上來。同時,空穴被排斥出表面。隨著GATE電壓的升高,會出現表面的電子比空穴多的情況。由於過剩的電子,硅表層看上去就像N型硅。摻雜極性的反轉被稱為inversion,反轉的硅層叫做channel。隨著GATE電壓的持續不斷升高,越來越多的電子在表面積累,channel變成了強反轉。Channel形成時的電壓被稱為閾值電壓Vt。當GATE和BACKGATE之間的電壓差小於閾值電壓時,不會形成channel。當電壓差超過閾值電壓時,channel就出現了。
MOS電容:(A)未偏置(VBG=0V),(B)反轉(VBG=3V),(C)積累(VBG=-3V)。 中是當MOS電容的GATE相對於backgate是負電壓時的情況。電場反轉,往表面吸引空穴排斥電子。硅表層看上去更重的摻雜了,這個器件被認為是處於accumulation狀態了。 MOS電容的特性能被用來形成MOS管。Gate,電介質和backgate保持原樣。在GATE的兩邊是兩個額外的選擇性摻雜的區域。其中一個稱為source,另一個稱為drain。假設source 和backgate都接地,drain接正電壓。只要GATE對BACKGATE的電壓仍舊小於閾值電壓,就不會形成channel。Drain和backgate之間的PN結反向偏置,所以只有很小的電流從drain流向backgate。如果GATE電壓超過了閾值電壓,在GATE電介質下就出現了channel。這個channel就像一薄層短接drain和source的N型硅。由電子組成的電流從source通過channel流到drain。總的來說,只有在gate 對source電壓V 超過閾值電壓Vt時,才會有drain電流。
在對稱的MOS管中,對source和drain的標注有一點任意性。定義上,載流子流出source,流入drain。因此Source和drain的身份就靠器件的偏置來決定了。有時晶體管上的偏置電壓是不定的,兩個引線端就會互相對換角色。這種情況下,電路設計師必須指定一個是drain另一個是source。
Source和drain不同摻雜不同幾何形狀的就是非對稱MOS管。製造非對稱晶體管有很多理由,但所有的最終結果都是一樣的。一個引線端被優化作為drain,另一個被優化作為source。如果drain和source對調,這個器件就不能正常工作了。
晶體管有N型channel所有它稱為N-channel MOS管,或NMOS。P-channel MOS(PMOS)管也存在,是一個由輕摻雜的N型BACKGATE和P型source和drain組成的PMOS管。如果這個晶體管的GATE相對於BACKGATE正向偏置,電子就被吸引到表面,空穴就被排斥出表面。硅的表面就積累,沒有channel形成。如果GATE相對於BACKGATE反向偏置,空穴被吸引到表面,channel形成了。因此PMOS管的閾值電壓是負值。由於NMOS管的閾值電壓是正的,PMOS的閾值電壓是負的,所以工程師們通常會去掉閾值電壓前面的符號。一個工程師可能說,「PMOS Vt從0.6V上升到0.7V」, 實際上PMOS的Vt是從-0.6V下降到-0.7V。
http://ke..com/view/1221507.htm
㈡ 圖中電路如何工作的二極體和mos管的作用
假設兩個來Port同時都是高電平❨如24V❩,圖中的源12345為高地電平變換的脈沖控制信號,該信號經過9014取反,於是,同時送到兩個mos的d級是正好相反的電平。工作的那一個mos管會把24v對地,同時燈也熄滅,而不工作那一個,不會把24v對地,燈正常點亮。希望能幫到你
㈢ mos管工作原理
mos管工作原理是型硅襯底表面不加柵壓就已存在P型反型層溝道,加上適當的偏壓,可使溝道的電阻增大或減小。P溝道MOS晶體管的空穴遷移率低,因而在MOS晶體管的幾何尺寸和工作電壓絕對值相等的情況下,PMOS晶體管的跨導小於N溝道MOS晶體管。
此外,P溝道MOS晶體管閾值電壓的絕對值一般偏高,要求有較高的工作電壓。它的供電電源的電壓大小和極性,與雙極型晶體管——晶體管邏輯電路不兼容。PMOS因邏輯擺幅大,充電放電過程長,加之器件跨導小,所以工作速度更低。
只是,因PMOS電路工藝簡單,價格便宜,有些中規模和小規模數字控制電路仍採用PMOS電路技術。
(3)mos管工作電路圖擴展閱讀
PMOS的工作原理與NMOS相類似。因為PMOS是N型硅襯底,其中的多數載流子是電子,少數載流子是空穴,源漏區的摻雜類型是P型,所以,PMOS的工作條件是在柵上相對於源極施加負電壓,亦即在PMOS的柵上施加的是負電荷電子,而在襯底感應的是可運動的正電荷空穴和帶固定正電荷的耗盡層,不考慮二氧化硅中存在的電荷的影響,襯底中感應的正電荷數量就等於PMOS柵上的負電荷的數量。
當達到強反型時,在相對於源端為負的漏源電壓的作用下,源端的正電荷空穴經過導通的P型溝道到達漏端,形成從源到漏的源漏電流。同樣地,VGS越負(絕對值越大),溝道的導通電阻越小,電流的數值越大。
與NMOS一樣,導通的PMOS的工作區域也分為非飽和區,臨界飽和點和飽和區。當然,不論NMOS還是PMOS,當未形成反型溝道時,都處於截止區,其電壓條件是:
VGS<VTN (NMOS),
VGS>VTP (PMOS),
值得注意的是,PMOS的VGS和VTP都是負值。
㈣ mos管開關電路是怎樣工作的
■mos管開關電路中要用到MOS場效應管來代替開關,場效應管有三個極:源極S、漏極 D和柵極(回或叫控制極)G.
工作答原理是:在給源極和漏極 之間加上正確極性和大小的電壓(因為管型而異)後,再給G極和源極之間加上控制電壓,就會有相應大小的電流從源極流向漏極 ,如果信號電壓夠大,這個電路就能瞬間飽和而成為一個開關了。
㈤ 求一個單片機控制mos管的電路圖
電路原理圖:
單片機驅動mos管電路主要根據MOS管要驅動什麼東西, 要只是一個繼電器之類的小負載的話直接用51的引腳驅動就可以,要注意電感類負載要加保護二極體和吸收緩沖,最好用N溝道的MOS。
如果驅動的東西(功率)很大,(大電流、大電壓的場合),最好要做電氣隔離、過流超壓保護、溫度保護等~~ 此時既要隔離傳送控制信號(例如PWM信號),也要給驅動級(MOS管的推動電路)傳送電能。
常用的信號傳送有PC923 PC929 6N137 TL521等 至於電能的傳送可以用DC-DC模塊。如果是做產品的話建議自己搞一個建議的DC-DC,這樣可以降低成本。
MOS管應用
1、低壓應用
當使用5V電源,這時候如果使用傳統的圖騰柱結構,由於三極體的be有0.7V左右的壓降,導致實際最終加在gate上的電壓只有4.3V。這時候,我們選用標稱gate電壓4.5V的MOS管就存在一定的風險。同樣的問題也發生在使用3V或者其他低壓電源的場合。
2、寬電壓應用
輸入電壓並不是一個固定值,它會隨著時間或者其他因素而變動。這個變動導致PWM電路提供給MOS管的驅動電壓是不穩定的。
為了讓MOS管在高gate電壓下安全,很多MOS管內置了穩壓管強行限制gate電壓的幅值。在這種情況下,當提供的驅動電壓超過穩壓管的電壓,就會引起較大的靜態功耗。
㈥ NPN MOS管工作原理圖
MOS管一般說P溝道或者N溝道
簡單的說下導通條件:
P溝道:源極電壓高於門極電壓一定值,如10V;
N溝道:門極電壓高於源極電壓一定值,如10V
㈦ 怎樣用MOS管做開關電路
電路
錯了,PMOS你還D入S出?也就是說,S和D反了,調過來就對了。這個電路很常用,類似於
PNP型三極體
,對P
三極體
來說,E接
電源
入,C接控制輸出,同理如上。