場效應(yīng)管工作原理,最全面場效應(yīng)管工作原理-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2017-09-20
MOS場效應(yīng)管電源開關(guān)電路。
簡單解釋一下MOS場效應(yīng)管的工作原理。
MOS 場效應(yīng)管也被稱為MOSFET， 既Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor（金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管）的縮寫。它普通有耗盡型和加強(qiáng)型兩種。本文運(yùn)用的為加強(qiáng)型MOS 場效應(yīng)管，其內(nèi)部構(gòu)造見圖5。它可分為NPN型PNP型。NPN型通常稱為N溝道型，PNP型也叫P溝道型。由圖可看出，關(guān)于N溝道的場效應(yīng)管其源極和漏極接在N型半導(dǎo)體上，同樣關(guān)于P溝道的場效應(yīng)管其源極和漏極則接在P型半導(dǎo)體上。我們曉得普通三極管是由輸入的電流控制輸出的電流。但關(guān)于場效應(yīng)管，其輸出電流是由輸入的電壓（或稱電場）控制，能夠以為輸入電流極小或沒有輸入電流，這使得該器件有很高的輸入阻抗，同時(shí)這也是我們稱之為場效應(yīng)管的緣由。
為解釋MOS 場效應(yīng)管的工作原理，我們先理解一下僅含有一個(gè)P—N結(jié)的二極管的工作過程。如圖6所示，我們曉得在二極管加上正向電壓（P端接正極，N端接負(fù)極）時(shí)，二極管導(dǎo)通，其PN結(jié)有電流經(jīng)過。這是由于在P型半導(dǎo)體端為正電壓時(shí)，N型半導(dǎo)體內(nèi)的負(fù)電子被吸收而涌向加有正電壓的P型半導(dǎo)體端，而P型半導(dǎo)體端內(nèi)的正電子則朝N型半導(dǎo)體端運(yùn)動(dòng)，從而構(gòu)成導(dǎo)通電流。同理，當(dāng)二極管加上反向電壓（P端接負(fù)極，N端接正極）時(shí)，這時(shí)在P型半導(dǎo)體端為負(fù)電壓，正電子被匯集在P型半導(dǎo)體端，負(fù)電子則匯集在N型半導(dǎo)體端，電子不挪動(dòng)，其PN結(jié)沒有電流經(jīng)過，二極管截止。
關(guān)于場效應(yīng)管（見圖7），在柵極沒有電壓時(shí)，由前面剖析可知，在源極與漏極之間不會(huì)有電流流過，此時(shí)場效應(yīng)管處與截止?fàn)顟B(tài)（圖7a）。當(dāng)有一個(gè)正電壓加在N溝道的MOS 場效應(yīng)管柵極上時(shí)，由于電場的作用，此時(shí)N型半導(dǎo)體的源極和漏極的負(fù)電子被吸收出來而涌向柵極，但由于氧化膜的阻撓，使得電子匯集在兩個(gè)N溝道之間的P型半導(dǎo)體中（見圖7b），從而構(gòu)成電流，使源極和漏極之間導(dǎo)通。我們也能夠想像為兩個(gè)N型半導(dǎo)體之間為一條溝，柵極電壓的樹立相當(dāng)于為它們之間搭了一座橋梁，該橋的大小由柵壓的大小決議。圖8給出了P溝道的MOS 場效應(yīng)管的工作過程，其工作原理相似這里不再反復(fù)。
下面簡述一下用C-MOS場效應(yīng)管（加強(qiáng)型MOS 場效應(yīng)管）組成的應(yīng)用電路的工作過程（見圖9）。電路將一個(gè)加強(qiáng)型P溝道MOS場效應(yīng)管和一個(gè)加強(qiáng)型N溝道MOS場效應(yīng)管組合在一同運(yùn)用。當(dāng)輸入端為低電平常，P溝道MOS場效應(yīng)管導(dǎo)通，輸出端與電源正極接通。當(dāng)輸入端為高電平常，N溝道MOS場效應(yīng)管導(dǎo)通，輸出端與電源地接通。在該電路中，P溝道MOS場效應(yīng)管和N溝道MOS場效應(yīng)管總是在相反的狀態(tài)下工作，其相位輸入端和輸出端相反。經(jīng)過這種工作方式我們能夠取得較大的電流輸出。同時(shí)由于漏電流的影響，使得柵壓在還沒有到0V，通常在柵極電壓小于1到2V時(shí)，MOS場效應(yīng)管既被關(guān)斷。不同場效應(yīng)管其關(guān)斷電壓略有不同。也正由于如此，
使得該電路不會(huì)由于兩管同時(shí)導(dǎo)通而形成電源短路。
由以上剖析我們能夠畫出原理圖中MOS場效應(yīng)管電路局部的工作過程。
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