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MOS管是什么?有哪些主要参数?

发布日期:2021-04-29 点击次数:2
使用MOS管设计开关电源或电机驱动电路时,一般要考虑MOS的导通电阻、最大电压、最大电流等因素。
MOSFET管是FET的一种,可被制造成增强型或耗尽型,P沟道或N沟道共4种类型,一般采用增强型NMOS管和增强型PMOS管,通常提到的就是这两种。
这两种比较常用的就是NMOS。原因是导电阻小,容易制造。因此,NMOS通常用于开关电源和马达驱动的应用。
在MOS管内部,漏极和源极之间会寄出一个二极管。叫做体二极管,在驱动感性负载(如马达)方面,这个二极管非常重要,而且它只存在于单个MOS管中,通常不存在于集成电路芯片内。
MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在,这并非我们所需要的,而是由于制造工艺的限制。寄生电容的存在使在设计或选择驱动电路时更加麻烦,但无法避免。

MOS管的主要参数
1、打开电压VT

开启电压(又称阈值电压):使源极S和漏极D之间开始形成导电沟道所需的栅极电压;标准的N沟道MOS管,VT约为3~6V;通过工艺改进,MOS管的VT值可降至2~3V。

2、直流输入电阻RGS
在栅源极之间加入的电压与栅极电流之比这一特性有时用流过栅极的栅流表示,MOS管的RGS很容易超过1010Ω。
3、漏源击穿BVDS电压。
在VGS=0(增强型)的条件下,在增加漏源电压的过程中,ID急剧增加时的VDS称为漏源击穿电压BVDS,ID急剧增加的原因有两个:(1)漏极附近消耗层的雪崩击穿,(2)漏源极间的穿通击穿,有些MOS管,其沟道长度较短,增加VDS使漏区的耗尽层扩大到源区,使沟长为零,即产生漏源之间的穿通,穿通后,源区的大部分载流子将直接受耗尽层的电场吸引,到达漏区,产生大的ID。

4、栅源击穿电压BVGS
当增加栅极电压时,使IG从零开始增加时的VGS,称为栅源击穿电压BVGS。

5、低频跨导
当VDS为某一固定数值时,漏极电流的微变量与引起该变化的栅源电压的微变量之比称为跨导,反映了栅源电压对漏极电流的控制能力,是表征MOS管放大能力的重要参数。

6、导通电阻RON
导通电阻RON表明VDS对ID的影响,是漏极特性某一点切线斜率的倒数,在饱和区域,ID几乎不会随VDS而变化,RON的数值很大,一般在几十千欧到几百千欧之间,因为在数字电路中,MOS管导通时经常工作在VDS=0的状态下,所以此时的导通电阻RON可以用原点RON来近似,对于一般的MOS管,RON的数值在几百欧以内。

7、极间电容
三个电极之间存在极间电容:栅源电容CGS、栅漏电容CGD和漏源电容CDS-CGS和CGD约为1~3pF,CDS约为0.1~1pF。

8、低频噪声系数
噪声是由管道内载流子运动的不规则引起的。因为它的存在,即使放大器没有信号输送,输出端也会出现不规则的电压或电流变化。噪声性能通常用噪声系数NF来表示。单位是分贝(dB)。值越小,管道产生的噪声越小。低频噪声系数是在低频范围内测量的噪声系数。场效应管的噪声系数约为几个分贝,小于双极性三极管。

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