MOS管DS互換問題解析

場效應(yīng)管可分為結(jié)型場效應(yīng)管（簡稱JFET）和絕緣柵場效應(yīng)管（簡稱MOS管或MOSFET）兩種。

每種又可分為N溝道和P溝道兩類，N溝道和P溝道場效應(yīng)管工作原理相同，只是工作電壓極性相反，這就像三極管有NPN型和PNP型之分一樣。增強(qiáng)型和耗盡型之分，有關(guān)圖形符號(hào)如圖1。

結(jié)型場效應(yīng)管的源極S和漏極在制造工藝上是對(duì)稱的，可以互換使用。

MOS管的襯底B與源極如果不連在一起，則D、S極可以互換，但有的MOS管由于結(jié)構(gòu)上的原因（即襯底B與源極S連在一起），其D、S極不能互換。作開關(guān)管用的場效應(yīng)管，一般都是功率型NMOS管，就屬于這種特例。

對(duì)于增強(qiáng)型NMOS管，從其轉(zhuǎn)移特性看，其Ugs要大于開啟電壓（一般為幾伏），管子才導(dǎo)通。而耗盡型NMOS管盡管Ugs可以為正、零或負(fù)值，但其Ugs=Up時(shí)（Up稱夾斷電壓，為負(fù)的幾伏），Id=0，管子截止，所以對(duì)于NMOS管，實(shí)際使用時(shí)，G極對(duì)地電位較低，若S極接供電（高電位），則Ugs遠(yuǎn)小于0，超出管子的使用條件，必使管子擊穿損壞。

從輸出特性看，對(duì)于功率型NMOS管，工作時(shí)Uds》0，其漏極擊穿電壓V（br）ds很高，反之Usd很低，若S接高電位，D接低電位，則MOS管將被擊穿。

綜上所述，MOS管的D、S極不可隨便對(duì)調(diào)使用，功率型MOS管其D、S極絕不能互換。對(duì)于功率型MOS管，D、S極間多接有保護(hù)二極管D，有的G、S間極也接有保護(hù)二極管，見圖2。

用指針萬用表R×100擋測試MOS管任意兩腳間的正反向電阻值，有5次為∞，一次較小，為幾百歐，否則管子一定損壞。

阻值較小的這一次，對(duì)于NMOS管紅表筆接D極、黑筆接S極；對(duì)于PMOS管，紅筆接S極、黑筆接D極，余下的是G極。

電路設(shè)計(jì)中三極管和MOS管做開關(guān)用時(shí)工作性質(zhì)有什么區(qū)別？

1.三極管用電流控制，MOS管屬于電壓控制。

2、成本問題：三極管便宜，MOS管貴。

3、功耗問題：三極管損耗大。

4、驅(qū)動(dòng)能力：MOS管常用來電源開關(guān)，以及大電流地方開關(guān)電路。

實(shí)際上就是三極管比較便宜，用起來方便，常用在數(shù)字電路開關(guān)控制。MOS管用于高頻高速電路，大電流場合，以及對(duì)基極或漏極控制電流比較敏感的地方。

一般來說低成本場合，普通應(yīng)用的先考慮用三極管，不行的話考慮MOS管實(shí)際上說電流控制慢，電壓控制快這種理解是不對(duì)的。要真正理解得了解雙極晶體管和MOS晶體管的工作方式才能明白。

三極管是靠載流子的運(yùn)動(dòng)來工作的，以npn管射極跟隨器為例，當(dāng)基極加不加電壓時(shí)，基區(qū)和發(fā)射區(qū)組成的pn結(jié)為阻止多子（基區(qū)為空穴，發(fā)射區(qū)為電子）的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，在此pn結(jié)處會(huì)感應(yīng)出由發(fā)射區(qū)指向基區(qū)的靜電場（即內(nèi)建電場），當(dāng)基極外加正電壓的指向?yàn)榛鶇^(qū)指向發(fā)射區(qū)，當(dāng)基極外加電壓產(chǎn)生的電場大于內(nèi)建電場時(shí)，基區(qū)的載流子（電子）才有可能從基區(qū)流向發(fā)射區(qū)，此電壓的最小值即pn結(jié)的正向?qū)妷海üこ躺弦话阏J(rèn)為0.7v）。

但此時(shí)每個(gè)pn結(jié)的兩側(cè)都會(huì)有電荷存在，此時(shí)如果集電極-發(fā)射極加正電壓，在電場作用下，發(fā)射區(qū)的電子往基區(qū)運(yùn)動(dòng)（實(shí)際上都是電子的反方向運(yùn)動(dòng)），由于基區(qū)寬度很小，電子很容易越過基區(qū)到達(dá)集電區(qū)，并與此處的PN的空穴復(fù)合（靠近集電極），為維持平衡，在正電場的作用下集電區(qū)的電子加速外集電極運(yùn)動(dòng)，而空穴則為pn結(jié)處運(yùn)動(dòng)，此過程類似一個(gè)雪崩過程。

集電極的電子通過電源回到發(fā)射極，這就是晶體管的工作原理。三極管工作時(shí)，兩個(gè)pn結(jié)都會(huì)感應(yīng)出電荷，當(dāng)做開關(guān)管處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，三極管處于飽和狀態(tài)，如果這時(shí)三極管截至，pn結(jié)感應(yīng)的電荷要恢復(fù)到平衡狀態(tài)，這個(gè)過程需要時(shí)間。而MOS三極管工作方式不同，沒有這個(gè)恢復(fù)時(shí)間，因此可以用作高速開關(guān)管。

（1）場效應(yīng)管是電壓控制元件，而晶體管是電流控制元件。在只允許從信號(hào)源取較少電流的情況下，應(yīng)選用場效應(yīng)管；而在信號(hào)電壓較低，又允許從信號(hào)源取較多電流的條件下，應(yīng)選用晶體管。

（2）場效應(yīng)管是利用多數(shù)載流子導(dǎo)電，所以稱之為單極型器件，而晶體管是即有多數(shù)載流子，也利用少數(shù)載流子導(dǎo)電。被稱之為雙極型器件。

（3）有些場效應(yīng)管的源極和漏極可以互換使用，柵壓也可正可負(fù)，靈活性比晶體管好。

（4）場效應(yīng)管能在很小電流和很低電壓的條件下工作，而且它的制造工藝可以很方便地把很多場效應(yīng)管集成在一塊硅片上，因此場效應(yīng)管在大規(guī)模集成電路中得到了廣泛的應(yīng)用。

（5）場效應(yīng)晶體管具有較高輸入阻抗和低噪聲等優(yōu)點(diǎn)，因而也被廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中。尤其用場效管做整個(gè)電子設(shè)備的輸入級(jí)，可以獲得一般晶體管很難達(dá)到的性能。

（6）場效應(yīng)管分成結(jié)型和絕緣柵型兩大類，其控制原理都是一樣的。
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