MOS管導通電壓

MOS管導通特性

金屬-氧化層半導體場效晶體管，簡稱金氧半場效晶體管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor MOSFET）是一種可以廣泛使用在模擬電路與數(shù)字電路的場效晶體管（field-effect transistor）。MOSFET依照其“通道”的極性不同，可分為“N型”與“P型”的MOSFET，通常又稱為NMOSFET與PMOSFET，其他簡稱尚包括NMOS?FET、PMOSFET、nMOSFET、pMOSFET等。

導通的意思是作為開關，相當于開關閉合。NMOS的特性，Vgs大于一定的值就會導通，適合用于源極接地時的情況(低端驅動)，只要柵極電壓達到4V或10V就可以了。PMOS的特性，Vgs小于一定的值就會導通，使用與源極接VCC時的情況(高端驅動)。但是，雖然PMOS可以很方便地用作高端驅動，但由于導通電阻大，價格貴，替換種類少等原因，在高端驅動中，通常還是使用NMOS。

MOS管導通電壓

MOS管導通條件

場效應管的導通與截止由柵源電壓來控制，對于增強型場效應管來說，N溝道的管子加正向電壓即導通，P溝道的管子則加反向電壓。一般2V～4V就可以了。但是，場效應管分為增強型（常開型）和耗盡型（常閉型），增強型的管子是需要加電壓才能導通的，而耗盡型管子本來就處于導通狀態(tài)，加柵源電壓是為了使其截止。開關只有兩種狀態(tài)通和斷，三極管和場效應管工作有三種狀態(tài)，1、截止，2、線性放大，3、飽和（基極電流繼續(xù)增加而集電極電流不再增加）。使晶體管只工作在1和3狀態(tài)的電路稱之為開關電路，一般以晶體管截止，集電極不吸收電流表示關；以晶體管飽和，發(fā)射極和集電極之間的電壓差接近于0V時表示開。開關電路用于數(shù)字電路時，輸出電位接近0V時表示0，輸出電位接近電源電壓時表示1。所以數(shù)字集成電路內部的晶體管都工作在開關狀態(tài)。場效應管按溝道分可分為Ｎ溝道和Ｐ溝道管（在符號圖中可看到中間的箭頭方向不一樣）。

按材料分可分為結型管和絕緣柵型管，絕緣柵型又分為耗盡型和增強型，一般主板上大多是絕緣柵型管簡稱MOS管，并且大多采用增強型的Ｎ溝道，其次是增強型的Ｐ溝道，結型管和耗盡型管幾乎不用。場效應晶體管（Field Effect Transistor縮寫(FET)）簡稱場效應管.由多數(shù)載流子參與導電,也稱為單極型晶體管.它屬于電壓控制型半導體器件.場效應管是利用多數(shù)載流子導電,所以稱之為單極型器件,而晶體管是即有多數(shù)載流子,也利用少數(shù)載流子導電,被稱之為雙極型器件.有些場效應管的源極和漏極可以互換使用,柵壓也可正可負,靈活性比晶體管好。

MOS管導通電壓

MOS管導通過程

導通時序可分為to~t1、t1~t2、 t2~t3 、t3~t4四個時間段，這四個時間段有不同的等效電路。

1. t0-t1：C GS1 開始充電，柵極電壓還沒有到達V GS（th），導電溝道沒有形成，MOSFET仍處于關閉狀態(tài)。

2. [t1-t2]區(qū)間, GS間電壓到達Vgs（th），DS間導電溝道開始形成，MOSFET開啟，DS電流增加到ID, Cgs2 迅速充電，Vgs由Vgs（th）指數(shù)增長到Va。

3. [t2-t3]區(qū)間,MOSFET的DS電壓降至與Vgs相同,產(chǎn)生Millier效應，Cgd電容大大增加,柵極電流持續(xù)流過，由于C gd 電容急劇增大，抑制了柵極電壓對Cgs 的充電,從而使得Vgs 近乎水平狀態(tài)，Cgd 電容上電壓增加,而DS電容上的電壓繼續(xù)減小。

4. [t3-t4]區(qū)間,至t3時刻,MOSFET的DS電壓降至飽和導通時的電壓,Millier效應影響變小，Cgd 電容變小并和Cgs 電容一起由外部驅動電壓充電, Cgs 電容的電壓上升,至t4時刻為止.此時C gs 電容電壓已達穩(wěn)態(tài),DS間電壓也達最小，MOSFET完全開啟。

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