【郑益慧】模拟电子技术:7.Mos管的工作原理

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:

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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)。

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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。

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  1. 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。

  2. 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)。

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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。

  1. 如下在

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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。

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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。

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增加的电压都去抵抗增加的电阻了。

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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。

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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。

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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。

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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

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符号变为:请添加图片描述

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