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MOS管学(xue)名是场效应管，是金属-氧化物-半导体型场效应管，英文(wen)(wen)：MOSFET（MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor），属于绝缘栅型。本文(wen)(wen)就结(jie)构构造、特点、实用电路等几个方面用工程师(shi)的话简单描述(shu)。

解释1：n型

表示的(de)是(shi)p型(xing)mos管，读者可(ke)以依据(ju)此图理解n型(xing)的(de)，都是(shi)反过来即可(ke)。因此，不难理解，n型(xing)的(de)如图在(zai)栅极加正压会(hui)导致导通，而p型(xing)的(de)相反。

解释2：左右对称

但在实际应用中，厂家一般在源极和漏极之间连接一个二极管，起保护作用，恰是这个二极管决定了源极和漏极，这样，封装也就固定了，便于实用。我的年青时用过不带二极管的mos管驱动。图示(shi)左(zuo)右是(shi)对(dui)称的，难免会(hui)有(you)人(ren)问(wen)怎么区分源极(ji)(ji)和(he)漏极(ji)(ji)呢？实在原理(li)上，源极(ji)(ji)和(he)漏极(ji)(ji)确实是(shi)对(dui)称的，是(shi)不区分的。非常轻易被(bei)静电(dian)击穿，平时要(yao)放在铁质(zhi)罐(guan)子里，它的源极(ji)(ji)和(he)漏极(ji)(ji)就是(shi)随(sui)便接。

解释3：沟道

下(xia)面图中，下(xia)边(bian)的(de)p型中间一个窄长条就是(shi)沟道，使得左(zuo)右两块P型极连在(zai)一起，因此mos管(guan)导通后(hou)是(shi)电阻特性(xing)，因此它(ta)的(de)一个重(zhong)要参(can)数(shu)就是(shi)导通电阻，选用mos管(guan)必需清晰这个参(can)数(shu)是(shi)否符(fu)合需求。

相(xiang)对于耗尽(jin)型(xing)，增强型(xing)是(shi)通过(guo)“加厚”导电(dian)沟道的(de)(de)厚度来导通，如图。因(yin)为电(dian)场(chang)的(de)(de)强度与间隔(ge)平方(fang)成正比(bi)，因(yin)此，电(dian)场(chang)强到一定程度之(zhi)后，电(dian)压下降引(yin)起的(de)(de)沟道加厚就(jiu)不(bu)显著了(le)，也是(shi)由于n型(xing)负离子的(de)(de)“退(tui)让”是(shi)越(yue)来越(yue)难(nan)的(de)(de)。

解释4：如何工作在放大区

这(zhei)个(ge)高(gao)阻(zu)抗特点被(bei)广泛用于运放(fang)，运放(fang)分(fen)析的虚连、虚断两个(ge)重要原则就(jiu)是基于这(zhei)个(ge)特点。

mos管也能工作在放(fang)大(da)区，而且很常(chang)见(jian)。

做镜(jing)像电(dian)流源、运放(fang)、反(fan)馈控(kong)制等，都(dou)是利用mos管工作在放(fang)大区，因(yin)为mos管的特性，当(dang)沟(gou)道处于似(si)通(tong)(tong)非通(tong)(tong)时，栅(zha)极(ji)电(dian)压(ya)直接影响(xiang)沟(gou)道的导电(dian)能力，呈现一(yi)定的线性关系。因(yin)为栅(zha)极(ji)与源漏隔离，因(yin)此其输(shu)入(ru)阻(zu)抗可视为无限大，当(dang)然，随(sui)频率(lv)增加阻(zu)抗就越来(lai)越小，一(yi)定频率(lv)时，就变得不(bu)可忽视。这是三(san)极(ji)管不(bu)可相比的。

解释5：发烧原因

主要考(kao)虑(lv)的发烧(shao)(shao)，温度下降就恢复(fu)。要留(liu)意这种保护状态的后果。第三个原因是导通后，沟道(dao)有电阻，过主电流，形成发烧(shao)(shao)。

很(hen)多mos管具有(you)结(jie)温(wen)过(guo)高保护，所谓结(jie)温(wen)就是(shi)金属氧化膜(mo)下(xia)面的沟道区域温(wen)度，一般(ban)是(shi)150摄氏度。超(chao)过(guo)此温(wen)度，mos管不可能(neng)导通。另一个(ge)原因是(shi)当栅极(ji)电(dian)(dian)压爬升缓(huan)慢时，导通状态要“途经”一个(ge)由封(feng)闭到(dao)导通的临界点，这时，导通电(dian)(dian)阻(zu)很(hen)大，发烧(shao)(shao)比较厉害。有(you)电(dian)(dian)流(liu)就有(you)发烧(shao)(shao)，并非电(dian)(dian)场型的就没有(you)电(dian)(dian)流(liu)。

mos管发烧，主要原(yuan)因之一是寄生电(dian)容(rong)在(zai)频繁开启封(feng)闭时，显现(xian)交(jiao)流特性而(er)具有阻抗，形(xing)成电(dian)流。

解释6：区别

相(xiang)称于(yu)预先(xian)形(xing)成了不(bu)能导通的(de)(de)沟道(dao)，严格讲(jiang)应该是(shi)耗尽型(xing)了。下图仅(jin)仅(jin)是(shi)原理性的(de)(de)，实(shi)际的(de)(de)元(yuan)件增加了源(yuan)-漏之间跨接(jie)的(de)(de)保护二(er)极(ji)(ji)(ji)管，从而区(qu)分(fen)了源(yuan)极(ji)(ji)(ji)和漏极(ji)(ji)(ji)。实(shi)际的(de)(de)元(yuan)件，p型(xing)的(de)(de)，衬底(di)是(shi)接(jie)正电源(yuan)的(de)(de)，使得(de)栅极(ji)(ji)(ji)预先(xian)成为相(xiang)对负(fu)(fu)电压，因此(ci)p型(xing)的(de)(de)管子，栅极(ji)(ji)(ji)不(bu)用(yong)加负(fu)(fu)电压了，接(jie)地就能保证导通。好处是(shi)显(xian)著(zhu)的(de)(de)，应用(yong)时抛开了负(fu)(fu)电压。

解释7：金属氧化物膜

在直流电气上，栅极和源漏极是(shi)断路。不(bu)难理解，这(zhei)个膜越(yue)薄：电(dian)(dian)场作用(yong)(yong)越(yue)好、坎(kan)压(ya)越(yue)小、相同栅(zha)极电(dian)(dian)压(ya)时(shi)导(dao)通(tong)能力(li)越(yue)强。 坏处是(shi)：越(yue)轻(qing)易(yi)击(ji)穿、工艺制(zhi)作难度越(yue)大(da)而价格越(yue)贵。例如导(dao)通(tong)电(dian)(dian)阻在欧姆(mu)级的，而2402等在十毫欧级的，图中(zhong)有(you)指示，这(zhei)个膜是(shi)绝缘的，用(yong)(yong)来电(dian)(dian)气隔离，使得栅(zha)极只能形(xing)成电(dian)(dian)场，不(bu)能通(tong)过直流电(dian)(dian)，因此是(shi)用(yong)(yong)电(dian)(dian)压(ya)控(kong)制(zhi)的。

解释8：寄生电容

下图的栅极通过金属氧化物与衬底形成一个电容，越是高品质的mos，膜越薄，寄生电容越大，经常mos管的寄生电容达到nF级。这个参数是mos管选择时至关重要的参数之一，必须考虑清楚。Mos管用于控制大电流通断，经常被要求数十K乃至数M的开关频率，在这种用途中，栅极信号具有交流特征，频率越高，交流成分越大，寄生电容就能通过交流电流的形式通过电流，形成栅极电流。消耗的电能、产生的热量不可忽视，甚至成为主要问题。为了追求高速，需要强大的栅极驱动，也是这个道理。试想，弱驱动信号瞬间变为高电平，但是为了“灌满”寄生电容需要时间，就会产生上升沿变缓，对开关频率形成重大威胁直至不(bu)能工作。

解释9：增强型

耗尽型的(de)是(shi)事先做出(chu)一(yi)个导(dao)(dao)通(tong)(tong)(tong)层，用栅极(ji)来(lai)加厚或者减薄(bo)来(lai)控制源(yuan)漏的(de)导(dao)(dao)通(tong)(tong)(tong)。但这种管子一(yi)般不出(chu)产，在市(shi)(shi)道市(shi)(shi)情基本见不到(dao)。栅极(ji)电(dian)压越(yue)(yue)低，则p型源(yuan)、漏极(ji)的(de)正离子就(jiu)(jiu)(jiu)越(yue)(yue)靠近(jin)中间，n衬底(di)的(de)负离子就(jiu)(jiu)(jiu)越(yue)(yue)阔别栅极(ji)，栅极(ji)电(dian)压达到(dao)一(yi)个值，叫阀值或坎(kan)压时，由p型游离出(chu)来(lai)的(de)正离子连在一(yi)起(qi)，形(xing)成通(tong)(tong)(tong)道，就(jiu)(jiu)(jiu)是(shi)图示效(xiao)果。因此，轻易理解，栅极(ji)电(dian)压必需低到(dao)一(yi)定程度(du)才能导(dao)(dao)通(tong)(tong)(tong)，电(dian)压越(yue)(yue)低，通(tong)(tong)(tong)道越(yue)(yue)厚，导(dao)(dao)通(tong)(tong)(tong)电(dian)阻越(yue)(yue)小。所以(yi)，大家平时说mos管，就(jiu)(jiu)(jiu)默认是(shi)增强型的(de)。

相对于(yu)耗尽型(xing)(xing)，增强(qiang)型(xing)(xing)是通(tong)过“加厚(hou)”导(dao)电(dian)沟道的(de)(de)厚(hou)度(du)来(lai)导(dao)通(tong)，如图。因为电(dian)场的(de)(de)强(qiang)度(du)与间隔平方成(cheng)正比，因此(ci)，电(dian)场强(qiang)到一定程(cheng)度(du)之后(hou)，电(dian)压下降引起的(de)(de)沟道加厚(hou)就(jiu)不显著(zhu)了，也(ye)是由于(yu)n型(xing)(xing)负离子(zi)的(de)(de)“退让”是越(yue)来(lai)越(yue)难的(de)(de)。

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