MOS管,全稱為金屬氧化物半導體場效應晶體管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect
Transistor),是一種常見的場效應晶體管。它是由金屬、氧化物和半導體材料構成的三層結構,具有高輸入阻抗、低噪聲、高速開關等優點,被廣泛應用于數字電路、模擬電路、功率放大器等領域。
在一個低摻雜濃度的P型半導體硅襯底上,通過半導體光刻和擴散工藝,制作兩個高摻雜濃度的N+區,并用金屬鋁引出兩個電極,分別作為漏極D和源極S。接著,在漏極和源極之間的P型半導體表面覆蓋一層薄薄的二氧化硅(Si02)絕緣層膜,并在絕緣層膜上放置一個鋁電極,作為柵極G。這樣就形成了一個N溝道(NPN型)增強型MOS管。顯然,它的柵極與其他電極之間是絕緣的。
MOS管的工作原理是基于場效應的控制方式。與傳統雙極型晶體管不同,MOS管沒有PN結,因此不存在少數載流子注入的問題,其導通和截止是通過控制柵極電壓來實現的。當柵極電壓為正時,電子會被吸引到柵極下方的氧化物層中,形成一個導電通道,使得源極和漏極之間產生電流;當柵極電壓為負或接地時,導電通道消失,源極和漏極之間的電流被切斷。
MOS管的特性
1) MOS管是一個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。
上圖展示了N溝道MOS管的符號,其中D代表漏極,S代表源極,G代表柵極。中間的箭頭表示襯底,箭頭向內表示N溝道MOS管,箭頭向外表示P溝道MOS管。在實際生產過程中,襯底在出廠前已與源極連接,因此在符號規則中,表示襯底的箭頭也必須與源極相連,以便區分漏極和源極。
總之,MOS管是一種非常重要的場效應晶體管,具有高輸入阻抗、低噪聲、高速開關等優點,被廣泛應用于各種電路中。在選擇和使用MOS管時,需要根據具體的應用場景和需求進行合理的設計和選型。
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