MOS场效应管基本知识

倩倩 2022-09-23 2963

电子说

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导体三极管中参与导电的有两种极性的载流子，所以也称为双极型三极管。本文将介绍另一种三极管，这种三极管只有一种载流子参与导电，所以也称为单极型三极管，因为这种管子是利用电场效应控制电流的，所以也叫场效应三极管（FET），简称场效应管。

场效应管可以分成两大类，一类是结型场效应管（JFET），另一类是绝缘栅场效应管（MOSFET）。

场效应管

即使搜索“结型场效应管”，出来的也只有几种，你是不是怀疑结型场效应管已经被人类抛弃了的感觉，没错，JFET相对来说是比较少使用的。

下面我们就跳过JFET，来点实际的，还是直接分享绝缘栅场效应管的相关基础知识吧。

绝缘栅场效应管中文全称是金属-氧化物半导体场效应晶体管，由于这种场效应管的栅极被绝缘层隔离，所以又叫绝缘栅场效应管，英文简称是MOSFET，一般也简称为MOS管。

MOSFET的输入电阻很高，高达109Ω以上，从导电沟道来分，可以分为N沟道和P沟道两种，无论是N沟道还是P沟道，又可以分为增强型和耗尽型。

N沟道的MOS管通常也简称为NMOS，P沟道的MOS管简称为PMOS。

场效应管

▲ MOS管种类

MOS管共有3个脚，栅极G，漏极D，源极S，通常情况下，MOS管的衬底是跟S极在管子内部是连接在一起的，而且，MOS管的D极和S极之间一般会有一个寄生二极管，所以，你见到的MOS管的符号通常是画成下面这样的。

场效应管

▲ MOS管符号通常是画成这样的

仔细观察的朋友可以发现，无论是N沟道还是P沟道，寄生二极管的方向总是跟箭头的方向是一致的。

其实在一般使用中，更多是使用N沟道增强型或者P沟道增强型MOS管，耗尽型的管子是比较少使用到的。

那么，如何使用MOS管做电子开关？比如用来驱动LED？先来两个图。

场效应管

▲ MOS管做电子开关的简单应用

一般认为MOS管导通是不需要电流，只要UGS提供一定的电压就可以导通了。

对于N沟道增强型的MOS管，当UGS大于一定值时就会导通，这里所说的“一定值”是指开启电压UGS(th)，N沟道增强型UGS(th)一般是2~4V之间。

场效应管

对于P沟道增强型的MOS管，当UGS小于一定值时就会导通，P沟道增强型UGS(th)一般是-2~-4V之间。

场效应管

如果UGS达不到相应的电压值，MOS就无法导通，所以说MOS管是电压控制型元件。

可能会有朋友问，电路图中的电阻Rgs有什么作用？

是这样的，在MOS管内部结构里，G极与D极、S极实际上是有一层绝缘层二氧化硅进行隔离的，这就相当于存在一个电容器。

场效应管

这些寄生电容是无法避免的，电容的大小由MOS管的结构、材料、所加的电压决定。

如果上面的电路图没有电阻Rgs的，电路将会变成怎样呢，下面以图1为例，做个小实验。

场效应管

没有电阻Rgs时，在G极接上5V控制信号，相当于给寄生电容Cgs进行充电，即使撤去G极上的控制电压，G极上也有电容的电压存在，所以MOS仍然是导通的。相关文章推荐:放下教科书，谈谈MOS管的实际用法。

场效应管

当有G、S两极有电阻Rgs时，当G极撤去5V信号，电阻Rgs可以把寄生电容Cgs上的电压进行释放，所以MOS就截止了。

所以，上面电路加入电阻Rgs，可以对电容的电压进行及时的释放，这样有利于提高电路的可靠性，可以避免G极没有控制信号时误动作。

MOS管具有输入阻抗高、开关速度快、热稳定性好、电压控制电流等特性，在电路中，可以用作放大器、电子开关等用途。相关推荐:MOS管驱动电路设计细节。

审核编辑：李倩

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