快速掌握MOS管源極和漏極的區(qū)別-KIA MOS管
信息來源:本站 日期:2021-03-10
在MOS管結(jié)構(gòu)示意圖中,我們可以看出左右是對稱的,難免會有人問怎么區(qū)分源極和漏極呢?其實原理上,源極和漏極確實是對稱的,是不區(qū)分的。
但在實際應(yīng)用中,廠家一般在源極和漏極之間連接一個二極管,起保護作用,正是這個二極管決定了源極和漏極,這樣,封裝也就固定了,便于實用。
一、指代不同
1、源極:簡稱場效應(yīng)管。僅是由多數(shù)載流子參與導(dǎo)電,與雙極型相反,也稱為單極型晶體管。
2、漏極:利用外部電路的驅(qū)動能力,減少IC內(nèi)部的驅(qū)動,或驅(qū)動比芯片電源電壓高的負載。
二、原理不同
1、源極:在一塊N型半導(dǎo)體材料的兩邊各擴散一個高雜質(zhì)濃度的P型區(qū)(用P+表示),就形成兩個不對稱的P+N結(jié)。把兩個P+區(qū)并聯(lián)在一起,引出一個電極,稱為柵極(g),在N型半導(dǎo)體的兩端各引出一個電極。
2、漏極:將兩個P區(qū)的引出線連在一起作為一個電極,稱為柵極,在N型硅片兩端各引出一個電極。
MOS管的定義:我們都在知道場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)是在一塊N型半導(dǎo)體的兩邊利用雜質(zhì)擴散出高濃度的P型區(qū)域,其用P+表示,形成兩個P+N結(jié)。
而N型半導(dǎo)體的兩端引出兩個電極,分別稱為漏極D和源極S。把兩邊的P區(qū)引出電極并連在一起稱為柵極G。如果在漏、源極間加上正向電壓,N區(qū)中的多子(也就是電子)可以導(dǎo)電。
它們從源極S出發(fā), 流向漏極D。電流方向由D指向S,稱為漏極電流ID。由于導(dǎo)電溝道是N型的,所以稱為N溝道結(jié)型場效應(yīng)管。場效應(yīng)管(包括結(jié)型和絕緣柵型)的漏極與源極通常制成對稱的,漏極和源極可以互換使用。
但是有的絕緣柵場效應(yīng)管在制造產(chǎn)品 時已把源極和襯底連接在一起了 ,所以這種管子的源極和漏極就不能互換。有的管子則將襯底單獨引出一個管腳,形成四個管腳。一般情況P襯底接低電位,N襯底接高電位。
對于絕緣柵NMOS管,接高壓為漏端,接低壓為源端。PMOS剛好相反。從原理上,NMOS載流子是電子,由低電壓處提供,所以低壓端稱源端,PMOS載流子是空穴,由高壓處提供,所以高壓端稱源端。
MOS管源極、柵極之間的電阻:
一是為場效應(yīng)管提供偏置電壓;
二是起到瀉放電阻的作用:保護柵極G-源極S;
保護柵極G-源極S:
場效應(yīng)管的G-S極間的電阻值是很大的,這樣只要有少量的靜電就能使他的G-S極間的等效電容兩端產(chǎn)生很高的電壓,如果不及時把這些少量的靜電瀉放掉,兩端的高壓就有可能使場效應(yīng)管產(chǎn)生誤動作,甚至有可能擊穿其G-S極;
這時柵極與源極之間加的電阻就能把上述的靜電瀉放掉,從而起到了保護場效應(yīng)管的作用。
具體的例子:MOS管在開關(guān)狀態(tài)工作時,Q1、Q2是輪流導(dǎo)通,MOS管柵極在反復(fù)充、放電狀態(tài),如果在此時關(guān)閉電源,MOS管的柵極就有兩種狀態(tài):
一種是放電狀態(tài),柵極等效電容沒有電荷存儲;另一個是充電狀態(tài),柵極等效電容正好處于電荷充滿狀態(tài),如下圖a所示。
雖然電源切斷,此時Q1、Q2也都處于斷開狀態(tài),電荷沒有釋放的回路,但MOS管柵極的電場仍然存在(能保持很長時間),建立導(dǎo)電溝道的條件并沒有消失。
這樣在再次開機瞬間,由于激勵信號還沒有建立,而開機瞬間MOS管的漏極電源(V1)隨機提供,在導(dǎo)電溝道的作用下,MOS管立刻產(chǎn)生不受控的巨大漏極電流Id,引起MOS管燒壞。
為了避免此現(xiàn)象產(chǎn)生,在MOS管的柵極對源極并接一只泄放電阻R1,如下圖b所示,關(guān)機后柵極存儲的電荷通過R1迅速釋放,此電阻的阻值不可太大,以保證電荷的迅速釋放,一般在五千歐至數(shù)十千歐左右。
灌流電路主要是針對MOS管在作為開關(guān)營運用時其容性的輸入特性,引起“開”、“關(guān)”動作滯后而設(shè)置的電路,當(dāng)MOS管作為其他用途,例如線性放大等應(yīng)用時,就沒有必要設(shè)置灌流電路。
R38電阻的作用是:
一:減緩Rds從無窮大到Rds(on)(一般0.1歐姆或者更低)。
二:若不加R38電阻,高壓情況下便會因為mos管開關(guān)速率過快而導(dǎo)致周圍元器件被擊穿。
但R38電阻過大則會導(dǎo)致MOS管的開關(guān)速率變慢,Rds從無窮大到Rds(on)的需要經(jīng)過一段時間,高壓下Rds會消耗大量的功率,而導(dǎo)致mos管發(fā)熱異常。
R42電阻的作用是:
一:作為泄放電阻泄放掉G-S的少量靜電,防止mos管產(chǎn)生誤動作,甚至擊穿mos管(因為只要有少量的靜電便會使mos管的G-S極間的等效電容產(chǎn)生很高的電壓),起到了保護mos管的作用。
二:為mos管提供偏置電壓。
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