mos管器件和应用-mos管器件的结构符号及mos管具体应用方案

发布时间：2019-11-30 14:00:33
来源：
阅读次数：次

mos管器件与应用

mos管器件简称

MOS场效应管也被称为MOSFET，即Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor(金属氧化物半导体场效应管)的缩写。它一般有耗尽型和增强型两种我们知道一般三极管是由输入的电流控制输出的电流。但对于场效应管，其输出电流是由输入的电压(或称场电压)控制，可以认为输入电流极小或没有输入电流，这使得该器件有很高的输入阻抗，同时这也是我们称之为场效应管的原因。

MOS管器件的构造及符号

MOS晶体管的符号示于图1.3。（KIA）MOS晶体管是四端器件：源极(S)、栅极(G)、漏极(D)，以及基底端(B)。基底端在NMOS晶体管中通常衔接电路的负端电源电压Vss，在PMOS晶体管中衔接电路的正端电源电压VDD。电路图中通常省略基底端(B)而采用图1.4所示的符号。两者的关系如图1.5所示。

图1.6是NMOS晶体管的构造表示图。P型硅衬底上构成两个n+区域，一个是源区，另一个是漏区。栅极是由掺入高浓度杂质的低电阻多晶硅(poly-crystal-linc silicon)构成。

在栅极与硅衬底间构成一层氧化膜( Si02)，叫做栅氧化膜。P型硅衬底也叫做基板。

NMOS的基底衔接VSS负端电源电压。例如，在正的电源电压VDD为3V，负的电源电压VSS为OV的电路中工作时，基底衔接OV（图1.7）。

画电路图时，NMOS晶体管是漏极在上、源极在下，而PMOS晶体管是源极在上、漏极在下。图1.8示出电流活动的方向和电极间的电压。栅极—源极间电压用VGS(PMOS晶体管中用VSG)表示，漏极—源极间电压用VDS（PMOS晶体管中VSD）表示。

mos管器件电路符号

MOS管是金属(metal)—氧化物(oxid)—半导体(semiconductor)场效应晶体管，或者称是金属—绝缘体(insulator)—半导体。MOS管的source和drain是可以对调的，他们都是在P型backgate中形成的N型区。在多数情况下，这个两个区是一样的，即使两端对调也不会影响器件的性能。这样的器件被认为是对称的。

（一）MOS管的使用优势

MOS管是电压控制元件，而晶体管是电流控制元件。在只允许从信号源取较少电流的情况下，应选用MOS管；而在信号电压较低，又允许从信号源取较多电流的条件下，应选用晶体管。

MOS管是利用多数载流子导电，所以称之为单极型器件，而晶体管是即有多数载流子，也利用少数载流子导电，被称之为双极型器件。有些MOS管的源极和漏极可以互换使用，栅压也可正可负，灵活性比晶体管好。MOS管能在很小电流和很低电压的条件下工作，而且它的制造工艺可以很方便地把很多MOS管集成在一块硅片上，因此MOS管在大规模集成电路中得到了广泛的应用。

（二）电路符号

常用于MOSFET的电路符号有很多种变化，最常见的设计是以一条直线代表通道，两条和通道垂直的线代表源极与漏极，左方和通道平行而且较短的线代表栅极，如下图所示。有时也会将代表通道的直线以破折线代替，以区分增强型MOSFET（enhancement mode MOSFET）或是耗尽型MOSFET（depletion mode MOSFET）。

由于集成电路芯片上的MOSFET为四端元件，所以除了栅极、源极、漏极外，尚有一基极（Bulk或是Body）。MOSFET电路符号中，从通道往右延伸的箭号方向则可表示此元件为N型或是P型的MOSFET。箭头方向永远从P端指向N端，所以箭头从通道指向基极端的为P型的MOSFET，或简称PMOS（代表此元件的通道为P型）；反之若箭头从基极指向通道，则代表基极为P型，而通道为N型，此元件为N型的MOSFET，简称NMOS。在一般分布式MOSFET元件（discrete device）中，通常把基极和源极接在一起，故分布式MOSFET通常为三端元件。而在集成电路中的MOSFET通常因为使用同一个基极（common bulk），所以不标示出基极的极性，而在PMOS的栅极端多加一个圆圈以示区别。

mos管器件工作原理

（以N沟道增强型mos场效应管）它是利用VGS来控制“感应电荷”的多少，以改变由这些“感应电荷”形成的导电沟道的状况，然后达到控制漏极电流的目的。在制造管子时，通过工艺使绝缘层中出现大量正离子，故在交界面的另一侧能感应出较多的负电荷，这些负电荷把高渗杂质的N区接通，形成了导电沟道，即使在VGS=0时也有较大的漏极电流ID。当栅极电压改变时，沟道内被感应的电荷量也改变，导电沟道的宽窄也随之而变，因而漏极电流ID随着栅极电压的变化而变化。

mos管开关性能

影响开关性能的参数有很多，但最重要的是栅极/漏极、栅极/ 源极及漏极/源极电容。这些电容会在器件中产生开关损耗，因为在每次开关时都要对它们充电。MOS管的开关速度因此被降低，器件效率也下降。为计算开关过程中器件的总损耗，要计算开通过程中的损耗（Eon）和关闭过程中的损耗（Eoff）。MOSFET开关的总功率可用如下方程表达：Psw= （Eon+Eoff）×开关频率。

而栅极电荷（Qgd）对开关性能的影响最大。场效应管的名字也来源于它的输入端（称为gate）通过投影一个电场在一个绝缘层上来影响流过晶体管的电流。事实上没有电流流过这个绝缘体，所以FET管的GATE电流非常小。最普通的FET用一薄层二氧化硅来作为GATE极下的绝缘体。这种晶体管称为金属氧化物半导体（MOS）晶体管，或，金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）。因为MOS管更小更省电，所以他们已经在很多应用场合取代了双极型晶体管。

mos管导通

MOS管具有很低的导通电阻，消耗能量较低，在目前流行的高效DC－DC芯片中多采用MOS管作为功率开关。但是由于MOS管的寄生电容大，一般情况下NMOS开关管的栅极电容高达几十皮法。这对于设计高工作频率DC－DC转换器开关管驱动电路的设计提出了更高的要求。在低电压ULSI设计中有多种CMOS、BiCMOS采用自举升压结构的逻辑电路和作为大容性负载的驱动电路。这些电路能够在低于1V电压供电条件下正常工作，并且能够在负载电容1～2pF的条件下工作频率能够达到几十兆甚至上百兆赫兹。本文正是采用了自举升压电路，设计了一种具有大负载电容驱动能力的，适合于低电压、高开关频率升压型DC－DC转换器的驱动电路。电路基于Samsung AHP615 BiCMOS工艺设计并经过Hspice仿真验证，在供电电压1.5V ，负载电容为60pF时，工作频率能够达到5MHz以上。

mos管注意事项

1、MOS部件出厂时一般装在黑色的导电多气孔材料袋中，切勿自行轻易拿个分子化合物塑料袋装。

2、抽取MOS管部件不可以在分子化合物塑料板上滑动，应用金属盘来盛放待用部件。

3、烧焊用的电烙铁务必令人满意接地。

4、在烧焊前应把电路板的电源线与地线短接，待MOS部件烧焊完后再分开。

5、MOS部件各管脚的烧焊顺着次序是漏极、源极、栅极。拆机时顺着次序相反。

6、在准许的条件下，MOS场效应管的栅极最好接入尽力照顾二极管。在检查修理电路时应注意调查证明原有的尽力照顾二极管是否毁坏。

7、最好是带防静电手套儿或穿上防静电的衣裳再去接触场效应管。

8、选管时，要注意实际电路中各极电流电压的数字都不可以超过规格书中的定额值。

mos失效原因

1）雪崩失效(电压失效)，也就是我们常说的漏源间的BVdss电压超过MOSFET的额定电压，并且超过达到了一定的能力从而导致MOSFET失效。

2）SOA失效(电流失效)，既超出MOSFET安全工作区引起失效，分为Id超出器件规格失效以及Id过大，损耗过高器件长时间热积累而导致的失效。

3）体二极管失效：在桥式、LLC等有用到体二极管进行续流的拓扑结构中，由于体二极管遭受破坏而导致的失效。

4）谐振失效：在并联使用的过程中，栅极及电路寄生参数导致震荡引起的失效。

5）静电失效：在秋冬季节，由于人体及设备静电而导致的器件失效。

6）栅极电压失效：由于栅极遭受异常电压尖峰，而导致栅极栅氧层失效。

mos管器件的三个极

1.判断栅极G

MOS驱动器主要起波形整形和加强驱动的作用:假如MOS管的G信号波形不够陡峭，在点评切换阶段会造成大量电能损耗其副作用是降低电路转换效率，MOS管发烧严峻，易热损坏MOS管GS间存在一定电容，假如G信号驱动能力不够，将严峻影响波形跳变的时间.

将G-S极短路，选择万用表的R×1档，黑表笔接S极，红表笔接D极，阻值应为几欧至十几欧。若发现某脚与其字两脚的电阻均呈无限大，并且交换表笔后仍为无限大，则证实此脚为G极，由于它和另外两个管脚是绝缘的。

2.判断源极S、漏极D

将万用表拨至R×1k档分别丈量三个管脚之间的电阻。用交换表笔法测两次电阻，其中电阻值较低（一般为几千欧至十几千欧）的一次为正向电阻，此时黑表笔的是S极，红表笔接D极。因为测试前提不同，测出的RDS（on）值比手册中给出的典型值要高一些。

3.丈量漏-源通态电阻RDS（on）

在源-漏之间有一个PN结，因此根据PN结正、反向电阻存在差异，可识别S极与D极。例如用500型万用表R×1档实测一只IRFPC50型VMOS管，RDS（on）=3.2W,大于0.58W（典型值）。

mos管器件与应用

电动车防盗报警系统-MOS管型号

由于电动车的广泛使用，而且电动车普遍随便停在路边，车身比较轻便，即使熄火也完全可以搬离。现场抓获难。当人离开车后通常的喇叭报警无法及时传达到车主。警报声响，周围的人也不太关注，现场很难抓住盗车者。被盗报案难。由于电动车没有登记信息，特征不明显不易辨识，被盗后很多人便不去报案。打击取证难。电动车被盗后，嫌疑人多采取异地销赃或“化整为零”的办法，造成取证困难。因此电动车防盗报警系统开始推而广之。

在电动车防盗报警系统中会用到MOS管，现在就介绍一下本公司在电动车防盗报警系统使用到的MOS管，在防盗报警器中，KIA设计生产的P沟道MOS管器件具有更高耐压，更足的余量，内阻更是同等更低给产品的应用提供更稳定的保障。