什么是MOS管?
MOS管是金属-氧化物-半导体场效应晶体管,英文全称为Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor。它是一种具有特殊功能的半导体器件,其作用是把要传输的信号进行调制和解码,并通过MOSFET(金属-氧化物-半导体场效应晶体管)把信号直接耦合到输出端。
在电路中,MOS管通常作为开关使用,或者在有外加电压的情况下使电流通过或断掉。其原理是由放大器产生的反馈控制作用于该放大器并改变其增益比。由于其输入电阻极大,对负载电流的变化不敏感,因此即使外加电源电压变化,它也能保持截止状态不变(即开路)。当外电路接通且负载电流增大时,由于基区电阻较大而呈现高阻抗特性,使输出电压减小直至截止。
此外,MOS管的功耗小,且具有自关断电路的特性,可以在无外加电源电压的情况下使电流断掉。在P型或N型硅片的上表面制作一个金属薄膜作为栅极,这就形成了一个基本的MOS管。当在栅极和硅片之间加上电压时,就会产生一个垂直的电场。这个电场的力量足以将靠近栅极的硅原子移动,在硅片的表面形成了一层空穴或电子,形成了N型或P型的半导体区域。这个新形成的半导体区域可以将电流从一个区域引导到另一个区域。通过改变电压,可以开启或关闭这个电流通道,从而控制MOS管的导通和截止。
MOS管的典型应用
下图是两种MOS管的典型应用:其中第一种NMOS管为高电平导通,低电平截断,Drain端接后面电路的接地端;第二种为PMOS管典型开关电路,为高电平断开,低电平导通,Drain端接后面电路的VCC端。
图(a)为常用的小功率驱动电路,简单可靠成本低。适用于不要求隔离的小功率开关设备。图(b)所示驱动电路开关速度很快,驱动能力强,为防止两个MOSFET管直通,通常串接一个0.5~1Ω小电阻用于限流,该电路适用于不要求隔离的中功率开关设备。这两种电路特点是结构简单。
MOS管的电路符号
N 沟道MOS管
N 沟道MOS管称为NMOS,用以下符号表示。
N 沟道MOS管符号图
根据MOS管的内部结构,在耗尽型 MOS管 中,栅极 (G)、漏极 (D) 和源极 (S) 引脚是物理连接的,而在增强模式下它们是物理分离的,这就是为什么增强模式MOS管的符号出现损坏。
P 沟道MOS管
P沟道MOS管称为PMOS,用以下符号表示。
P 沟道MOS管电路符号图
在可用类型中,N 沟道增强型MOS管是最常用的MOS管。
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