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  • MOS管的作用是什么-詳解MOS管特性能參數(shù)作用
    • 發(fā)布時(shí)間:2019-11-18 18:39:30
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    MOS管的作用是什么-詳解MOS管特性能參數(shù)作用
    MOS管的作用
    MOS管概述
    mos管是金屬(metal)、氧化物(oxide)、半導(dǎo)體(semiconductor)場效應(yīng)晶體管,或者稱是金屬—絕緣體(insulator)、半導(dǎo)體。MOS管的source和drain是可以對調(diào)的,他們都是在P型backgate中形成的N型區(qū)。在多數(shù)情況下,這個(gè)兩個(gè)區(qū)是一樣的,即使兩端對調(diào)也不會影響器件的性能。這樣的器件被認(rèn)為是對稱的。
    場效應(yīng)管(FET),把輸入電壓的變化轉(zhuǎn)化為輸出電流的變化。FET的增益等于它的跨導(dǎo), 定義為輸出電流的變化和輸入電壓變化之比。市面上常有的一般為N溝道和P溝道,詳情參考右側(cè)圖片(P溝道耗盡型MOS管)。而P溝道常見的為低壓mos管。
    場效應(yīng)管通過投影一個(gè)電場在一個(gè)絕緣層上來影響流過晶體管的電流。事實(shí)上沒有電流流過這個(gè)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(dǎo)體(MOS)晶體管,或,金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管(MOSFET)。因?yàn)镸OS管更小更省電,所以他們已經(jīng)在很多應(yīng)用場合取代了雙極型晶體管。
    MOS管的作用
    (一)MOS管的性能參數(shù)有哪些
    MOS管的作用,優(yōu)質(zhì)的MOS管能夠承受的電流峰值更高。一般情況下我們要判斷主板上MOS管的質(zhì)量高低,可以看它能承受的最大電流值。影響MOS管質(zhì)量高低的參數(shù)非常多,像極端電流、極端電壓等。但在MOS管上無法標(biāo)注這么多參數(shù),所以在MOS管表面一般只標(biāo)注了產(chǎn)品的型號,我們可以根據(jù)該型號上網(wǎng)查找具體的性能參數(shù)。
    還要說明的是,溫度也是MOS管一個(gè)非常重要的性能參數(shù)。主要包括環(huán)境溫度、管殼溫度、貯成溫度等。由于CPU頻率的提高,MOS管需要承受的電流也隨著增強(qiáng),提供近百A的電流已經(jīng)很常見了。如此巨大的電流通過時(shí)產(chǎn)生的熱量當(dāng)然使MOS管“發(fā)燒”了。為了MOS管的安全,高品質(zhì)主板也開始為MOS管加裝散熱片了。
    (二)MOS管的主要參數(shù)
    (1) 開啟電壓VT :在VDS為一固定數(shù)值時(shí),能產(chǎn)生ID所需要的最小 |VGS | 值。(增強(qiáng))
    (2) 夾斷電壓VP :在VDS為一固定數(shù)值時(shí),使 ID對應(yīng)一微小電流時(shí)的 |VGS | 值。(耗盡)
    (3) 飽和漏極電流IDSS :在VGS = 0時(shí),管子發(fā)生預(yù)夾斷時(shí)的漏極電流。(耗盡)
    (4) 極間電容 :漏源電容CDS約為 0.1~1pF,柵源電容CGS和柵漏極電容CGD約為1~3pF。
    (5) 低頻跨導(dǎo) gm :表示VGS對iD的控制作用。在轉(zhuǎn)移特性曲線上,gm 是曲線在某點(diǎn)上的斜率,也可由iD的表達(dá)式求導(dǎo)得出,單位為 S 或 mS。
    (6) 最大漏極電流 IDM
    (7) 最大漏極耗散功率 PDM
    (8) 漏源擊穿電壓 V(BR)DS 柵源擊穿電壓 V(BR)GS
    (三)MOS管的作用詳解
    目前主板或顯卡上所采用的MOS管并不是太多,一般有10個(gè)左右,主要原因是大部分MOS管被整合到IC芯片中去了 。由于MOS管主要是為配件提供穩(wěn)定的電壓,所以它一般使用在CPU、AGP插槽和內(nèi)存插槽附近。其中在CPU與AGP插槽附近各安排一組MOS管,而內(nèi)存插槽則共用了一組MOS管,MOS管一般是以兩個(gè)組成一組的形式出現(xiàn)主板上的。
    (四)MOS管的作用-開關(guān)
    (1)信號切換
    信號切換用NMOS管:Ug比Us大3V-5V即可,實(shí)際上只要導(dǎo)通即可,不必飽和導(dǎo)通;常見:2N7002、2N7002E、2N7002K、2N7002D、2N7301N。
    MOS管的作用
    (2)電壓通斷
    電壓通斷用NMOS管:Ug比Us應(yīng)大10V以上,而且開通時(shí)必須工作在飽和導(dǎo)通狀態(tài)。常見有:AOL1448、AOL1448A、AON7406、AON7702、RJK03B9DP。
    MOS管的作用
    MOS管的作用
    PMOS管則和NMOS管條件剛好相反。
    (3)MOS管開關(guān)時(shí)在電路中的連接方法
    NMOS管:D極接輸入,S極輸出;
    PMOS管:S極接輸入,D極輸出;
    輸入至輸出的方向和寄生二極管的方向相反。
    (五)MOS管的作用-隔離
    MOS管的隔離作用就是實(shí)現(xiàn)電路的單向?qū)?,它就相?dāng)于一個(gè)二極管。使用二極管導(dǎo)通時(shí)會有壓降,會損失一些電壓。而使用MOS管做隔離,讓MOS管飽和導(dǎo)通,通過電流時(shí)MOS管幾乎不產(chǎn)生壓降。有外部適配器接入時(shí),適配器供電;沒有外部適配器接入時(shí),電池供電。
    (六)
    在電路設(shè)計(jì)上的靈活性大。柵偏壓可正可負(fù)可零,三極管只能在正向偏置下工作,電子管只能在負(fù)偏壓下工作。另外輸入阻抗高,可以減輕信號源負(fù)載,易于跟前級匹配。
    MOS管的特性
    上述MOS管的工作原理中可以看出,MOS管的柵極G和源極S之間是絕緣的,由于SiO2絕緣層的存在,在柵極G和源極S之間等效是一個(gè)電容存在,電壓VGS產(chǎn)生電場從而導(dǎo)致源極-漏極電流的產(chǎn)生。此時(shí)的柵極電壓VGS決定了漏極電流的大小,控制柵極電壓VGS的大小就可以控制漏極電流ID的大小。這就可以得出如下結(jié)論:
    1) mos管是一個(gè)由改變電壓來控制電流的器件,所以是電壓器件。
    2) mos管道輸入特性為容性特性,所以輸入阻抗極高。
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