Mos管的工作原理
Mos管的出现,几乎不怎么耗电。因此在集成电路中起了非常大的作用
在某些方面确实比晶体三极管强。
基本原理:依靠电场效应来控制。
电场效应几乎是没有电流的,没有电流几乎是没有功率的。
从控制上来说,消耗的功率特别小。
输入电阻非常高。
场效应管不和三极管一样,有双极,受温度影响大。
它只有多子的存在,因此受温度影响小。
分为两种类型:
结型场效应管
下节讲
绝缘栅型场效应管
比晶体三极管晚了10年(金属氧化物场效应半导体)
在它的基础上,又造出了CMOS电路(相机图像处理大多用的都是CMOS,耗能更小)
N沟道增强型MOS管
结构:
绝缘层,二氧化硅特别薄,
g:栅极,控制器。
s:源极,载流子的发源地
d:漏极,载流子的漏出地
栅极完全绝缘,和谁都不沾边。因此省电
工作原理
如果需要MOS拥有和三极管一样的能力,比如放大能力,就需要让栅极控制某一个输出量(电压或者电流)。
设计成,源极和衬极连在一起。
一旦衬底是单独的,那么d和s是可以互换的。
设计成,源极和衬极连在一起。
-
一旦给Ugs加电压,在电场力(方向向下)的作用下,d区的空穴全部都被提走。因此就变成了耗尽层。
-
继续加电压,空穴全提跑了,自由电子都吸上去了。自由电子上去了以后就形成了N沟道(反型层)。
沟道越宽,d和s之间的电阻越小,越窄,d和s之间的电阻越大。
在这种情况下,我的场效应管就和一个可变电阻器一样。
形成N沟道以后,下一步就是如何产生电流:很简单,给电压就行。
- 如下在
现在需要研究Uds之间的电压,就需要保持UGS不变。
让Uds逐渐上升。
可以看出,随着UDs的增大,Id也在增大。但是斜率没变,我们控制了UGs不变,此时斜率就是UGS。
增加的电压都去抵抗增加的电阻了。
UGS变化,RDs就变化,因此如上图。
一旦进入恒流区域,这里的电流Id,只和UGS有关,通过控制电阻阻值的大小控制电流大大小。
UGS越大,沟道越宽,电阻阻值越小,电流越大。
因此UGS和iD成比例。
结型(PN结型):是天生就导通的。
根据下面的图,第一部分,可变电阻区的控制,你可以控制它的导通和关闭。
第二部分可以控制电流放大。
结型:天生就有沟道,那绝缘栅可不可以做到这一点?
N沟道耗尽型MOS管
符号变为: