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nmos管作用(mos管结构图)

作者:www.aadkj.com 发布时间:23-09-22 点击:17

概念MOS英文全称为Metal-Oxide-Semiconductor 意思为金属-氧化物-半导体,而拥有这种结构的晶体管我们称之为MOS晶体管 MOS晶体管有P型MOS管和N型MOS管之分由MOS管构成的集成电路称为MOS集成电路,由NMOS组成的电路就是NMOS集成电路,由PMOS管组成的电路就是PMOS集成电路,由NMOS和PMOS两种管子组成的互补MOS电路,即CMOS电路。

场效应管和三极管一样,也是三个引脚,里面也有PN结区域,P表示空穴(正电子),N表示负电子G-gate(栅极),S-source(源极),D-drain(漏极)跟三极管一样,箭头指向的方向为N型半导体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“visual aid”

导通原理NMOS是栅极高电平(|VGS| > Vt)导通,低电平断开,可用来控制与地之间的导通 PMOS是栅极低电平(|VGS| > Vt)导通,高电平断开,可用来控制与电源之间的导通NMOS因Source端一般接地(低电位),所以要让|VGS| > Vt, 则Gate端一般要接正电压,这样管子才能导通;。

PMOS因Source端一般接VDD(高电平),所以要让|VGS|>Vt,则Gate端一般要接负电压(低与VDD的电压),这样管子才能导通。其中Vt为MOS管的开启电压。

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SiO2PMOS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,沟道导电能力越强理解以下图N沟道MOS管为例(可以不用管衬底引线是什么)。

栅极施加高电平之后,栅极和P型衬底之间形成电容、这个电容栅极为正极,两个蓝色的N沟道之间的黄色部分衬底为负极电子向负极靠拢这样两个蓝色N型半导体加电容负极这一区域形成连通的多子区域,相当于一个N型半导体,加上源极与漏极的电压,MOS管导通。

PMOS的原理同理。MOS管的特性1.MOS管很容易被击穿。栅极和P型衬底组成的类电容很容易被高压击穿。即栅极和P型衬底之间的绝缘层很容易被击穿。

2.MOS管的栅极输入阻抗很高。这是因为有上图中红色绝缘层存在,栅极输入阻抗可达到上亿欧姆。所以MOS管的输入几乎不取电流,这也是为什么现在集成电路、芯片多集成MOS管。

本文是一篇入门级总结,方便扫盲查阅。做硬件电路设计这点是远远不够的。