MOSFET培训-2.0.pdf

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1、香港华清电子(集团)有限公司HKWACHINGELECTRONIC（GROUP）LIMITEDMOSFET原理、参数与应用绝缘栅型场效应管MOSFETMetal-Oxide-Semiconductor-Field-Effect-TransistorHKWACHINGELECTRONIC(GROUP)LIMITED目录MOS管的结构和符号MOS管的工作原理MOS管的三个工作区域MOS管的应用MOS管的主要参数WillSemiMOS管产品HKWACHINGELECTRONIC(GROUP)LIMITED

2、MOS管的结构和符号1.MOS管的结构SGD铝电极、金属（Metal）大多数二氧化硅氧化物管子的（Oxide）衬底在N+N+出厂前已和源极连在一起以P型硅为衬底半导体（Semiconductor)B以一块掺杂浓度较低，电阻率较高的P型硅半导体薄片作为衬底，利用扩散的方法在P型硅中形成两个高掺杂的N+区。然后在P型硅表面生长一层很薄的二氧化硅绝缘层，并在二氧化硅表面及N+型区的表面上分别安装三个铝电极——栅极g(gate)，源极s(source)和漏极d(drain)，这样就形成了N沟道增强型MOS管。HKWAC

3、HINGELECTRONIC(GROUP)LIMITEDMOS管的结构和符号2.MOS管的分类和符号MOSFET按导电沟道不同颗分为NMOS和PMOS两种：NMOS：衬底为P型，源、漏区为重掺杂的n+,沟道中载流子为电子PMOS：衬底为N型，源、漏区为重掺杂的P+，沟道中载流子为空穴NMOS其结构和符号表示如左侧所示，注意箭头方向。寄生二极管（体二极管）寄生二极管的方向与箭头指向一致，由于寄生二极管的存在，MOSFET用作开关时尤其注意其方向；如何通过符号判断MOS管类型，管脚，体二极管方向？PMOSHKWAC

4、HINGELECTRONIC(GROUP)LIMITEDMOS管的工作原理（NMOS为例）•假设V=0，讨论V作用DSGSVDS=0VGSVGS开启电压VGS(th)V反型层GSS-+GDB衬底表面层中表面层n>>p空穴、电子P+N+N+P形成空间电荷区形成N型导电沟道并与PN结相通V越大，反型层中n越多，导电能力越强。GSHKWACHINGELECTRONIC(GROUP)LIMITEDMOS管的工作原理•假设假设VGS>VGS(th)且保持不变VDSVDS-+-+VVGSGSS-+GDS-+GDBB

5、P+N+N+P+N+N+PP由图V=V-VGDGSDSV很小时→VV。此时厚度近似不变，即R不变。DSGDGSon因此V→I线性。DSD若V→则V→近漏端沟道→R增大。DSGDon此时R→I变慢。onDHKWACHINGELECTRONIC(GROUP)LIMITEDMOS管的工作原理当VDS增加到使VGD=VGS(th)时→A点出现夹断VVDSDS-+-+VVGSGS-+GD-+GDSSBB++++++PNNPNNAAPP由图VGD=VGS-VDS若V继续→A点左移→出现夹断区DS此时

6、预夹断区域加长，伸向S极。V增加的部分基本降落在随之加长DS的夹断沟道上，I基本趋于不变。D因此预夹断后：V→I基本维持不变。I只受控与VDSDDGS；HKWACHINGELECTRONIC(GROUP)LIMITEDMOS管的三个工作区域由上述分析可描绘出ID随VDS变化的关系曲线：可变电阻区恒流区可变电阻区：沟道预夹断前对应的工作区。i(mA)DV>VGSGS(th)条件：uGS=0VV

7、一种电阻特性；GSDSD当V为常数时，VI，表现出一种压控电阻的特性。DSGSDuGS=-2V恒流区：沟道预夹断后对应的工作区。V≥VuGSGS(th)GS=-3V条件：V≥V–VuDSGSGS(th)DS特点：I只受V控制，而与V近似无关，表现出类似三极管的正向受控作用。截止区DGSDS截止区：沟道未形成时的工作区条件：V

8、witchBatteryChargeBatteryProtectionBatteryBatteryDCINB+M电源负载IC锂电池保护IC控制B-电源负载控制BuckConvertor1.2VVCCLevelShiftBoost/LEDBacklight1.1V负载1.0VVIO_LVVIO_HV>3VPWM控制IN/OUTOUT/INHKWACHINGELECTRONIC(GROUP