有哪些低VGS的MOS管？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2022-06-04 14:20 标签： 地泵管从高向低架设

场效应管（FET），把输入电压的变化转化为输出电流的变化。FET的增益等于它的跨导， 定义为输出电流的变化和输入电压变化之比。市面上常有的一般为N沟道和P沟道，详情参考右侧图片（P沟道耗尽型MOS管）。而P沟道常见的为低压mos管。

场效应管通过投影一个电场在一个绝缘层上来影响流过电晶体的电流。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。这种电晶体称为金属氧化物半导体(MOS)电晶体，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套用场合取代了双极型电晶体。

首先考察一个更简单的器件——MOS电容——能更好的理解MOS管。这个器件有两个电极，一个是金属，另一个是extrinsic silicon（外在硅），他们之间由一薄层二氧化硅分隔开。金属极就是GATE，而半导体端就是backgate或者body。他们之间的绝缘氧化层称为gate dielectric（栅介质）。图示中的器件有一个轻掺杂P型硅做成的backgate。这个MOS FUNCTION上的差异在电介质上产生了一个小电场。在器件中，这个电场使金属极带轻微的正电位，P型硅负电位。这个电场把硅中底层的电子吸引到表面来，它同时把空穴排斥出表面。这个电场太弱了，所以载流子浓度的变化非常小，对器件整体的特性影响也非常小。

DIELECTRIC的电场加强了，有更多的电子从衬底被拉了上来。同时，空穴被排斥出表面。随着GATE电压的升高，会出现表面的电子比空穴多的情况。由于过剩的电子，硅表层看上去就像N型硅。掺杂极性的反转被称为inversion，反转的硅层叫做channel。随着GATE电压的持续不断升高，越来越多的电子在表面积累，channel变成了强反转。Channel形成时的电压被称为阈值电压Vt。当GATE和BACKGATE之间的电压差小于阈值电压时，不会形成channel。当电压差超过阈值电压时，channel就出现了。

正是当MOS电容的GATE相对于backgate是负电压时的情况。电场反转，往表面吸引空穴排斥电子。硅表层看上去更重的掺杂了，这个器件被认为是处于accumulation状态了。

MOS电容的特性能被用来形成MOS管。Gate，电介质和backgate保持原样。在GATE的两边是两个额外的选择性掺杂的区域。其中一个称为source，另一个称为drain。假设source 对source电压V 超过阈值电压Vt时，才会有drain电流。

在对称的MOS管中，对source和drain的标注有一点任意性。定义上，载流子流出source，流入drain。因此Source和drain的身份就靠器件的偏置来决定了。有时电晶体上的偏置电压是不定的，两个引线端就会互相对换角色。这种情况下，电路设计师必须指定一个是drain另一个是source。

Source和drain不同掺杂不同几何形状的就是非对称MOS管。製造非对称电晶体有很多理由，但所有的最终结果都是一样的。一个引线端被最佳化作为drain，另一个被最佳化作为source。如果drain和source对调，这个器件就不能正常工作了。

MOS（PMOS）管也存在，是一个由轻掺杂的N型BACKGATE和P型source和drain组成的PMOS管。如果这个电晶体的GATE相对于BACKGATE正向偏置，电子就被吸引到表面，空穴就被排斥出表面。硅的表面就积累，没有channel形成。如果GATE相对于BACKGATE反向偏置，空穴被吸引到表面，channel形成了。因此PMOS管的阈值电压是负值。由于NMOS管的阈值电压是正的，PMOS的阈值电压是负的，所以工程师们通常会去掉阈值电压前面的符号。一个工程师可能说，“PMOS

·开启电压（又称阈值电压）：使得源极S和漏极D之间开始形成导电沟道所需的栅极电压；

·标準的N沟道MOS管，VT约为3～6V；·通过工艺上的改进，可以使MOS管的VT值降到2～3V。

·即在栅源极之间加的电压与栅极电流之比

·这一特性有时以流过栅极的栅流表示

·MOS管的RGS可以很容易地超过1010Ω。

·在VGS=0（增强型）的条件下 ，在增加漏源电压过程中使ID开始剧增时的VDS称为漏源击穿电压BVDS

·ID剧增的原因有下列两个方面：

（1）漏极附近耗尽层的雪崩击穿

（2）漏源极间的穿通击穿

·有些MOS管中，其沟道长度较短，不断增加VDS会使漏区的耗尽层一直扩展到源区，使沟道长度为零，即产生漏源间的穿通，穿通后，源区中的多数载流子，将直接受耗尽层电场的吸引，到达漏区，产生大的ID

·在增加栅源电压过程中，使栅极电流IG由零开始剧增时的VGS，称为栅源击穿电压BVGS。

·在VDS为某一固定数值的条件下 ，漏极电流的微变数和引起这个变化的栅源电压微变数之比称为跨导

·gm反映了栅源电压对漏极电流的控制能力，是表征MOS管放大能力的一个重要参数

·一般在十分之几至几mA/V的範围内

·导通电阻RON说明了VDS对ID的影响 ，是漏极特性某一点切线的斜率的倒数

·在饱和区，ID几乎不随VDS改变，RON的数值很大，一般在几十千欧到几百千欧之间

·由于在数字电路中 ，MOS管导通时经常工作在VDS=0的状态下，所以这时的导通电阻RON可用原点的RON来近似

·对一般的MOS管而言，RON的数值在几百欧以内

·三个电极之间都存在着极间电容：栅源电容CGS 、栅漏电容CGD和漏源电容CDS

8. 低频噪声係数NF

·噪声是由管子内部载流子运动的不规则性所引起的。·由于它的存在，就使一个放大器即便在没有信号输人时，在输出端也出现不规则的电压或电流变化

·噪声性能的大小通常用噪声係数NF来表示，它的单位为分贝（dB）。这个数值越小，代表管子所产生的噪声越小

·低频噪声係数是在低频範围内测出的噪声係数

·场效应管的噪声係数约为几个分贝，它比双极性三极体的要小

做电源设计，或者做驱动方面的电路，难免要用到MOS管。MOS管有很多种类，也有很多作用。做电源或者驱动的使用，当然就是用它的开关作用。

无论N型或者P型MOS管，其工作原理本质是一样的。MOS管是由加在输入端栅极的电压来控制输出端漏极的电流。MOS管是压控器件它通过加在栅极上的电压控制器件的特性，不会发生像三极体做开关时的因基极电流引起的电荷存储效应，因此在开关套用中，MOS管的开关速度应该比三极体快。其主要原理如图：图1。

图1 MOS管的工作原理

我们在开关电源中常用MOS管的漏极开路电路，如图2漏极原封不动地接负载，叫开路漏极，开路漏极电路中不管负载接多高的电压，都能够接通和关断负载电流。是理想的模拟开关器件。这就是MOS管做开关器件的原理。当然MOS管做开关使用的电路形式比较多了。

NMOS管的开路漏极电路

图2 NMOS管的开路漏极电路

在开关电源套用方面，这种套用需要MOS管定期导通和关断。比如，DC-DC电源中常用的基本降压转换器依赖两个MOS管来执行开关功能，这些开关交替在电感里存储能量，然后把能量释放给负载。我们常选择数百kHz乃至1MHz以上的频率，因为频率越高，磁性元件可以更小更轻。在正常工作期间，MOS管只相当于一个导体。因此，我们电路或者电源设计人员最关心的是MOS的最小传导损耗。

我们经常看MOS管的PDF参数，MOS管制造商採用RDS(ON)参数来定义导通阻抗，对开关套用来说，RDS(ON)也是最重要的器件特性。数据手册定义RDS(ON)与栅极(或驱动)电压VGS以及流经开关的电流有关，但对于充分的栅极驱动，RDS(ON)是一个相对静态参数。一直处于导通的MOS管很容易发热。另外，慢慢升高的结温也会导致RDS(ON)的增加。MOS管数据手册规定了热阻抗参数，其定义为MOS管封装的半导体结散热能力。RθJC的最简单的定义是结到管壳的热阻抗。

1.电路设计的问题，就是让MOS管工作线上性的工作状态，而不是在开关状态。这也是导致MOS管发热的一个原因。如果N-MOS做开关，G级电压要比电源高几V，才能完全导通，P-MOS则相反。没有完全打开而压降过大造成功率消耗，等效直流阻抗比较大，压降增大，所以U*I也增大，损耗就意味着发热。这是设计电路的最忌讳的错误。

2.频率太高，主要是有时过分追求体积，导致频率提高，MOS管上的损耗增大了，所以发热也加大了。

3.没有做好足够的散热设计，电流太高，MOS管标称的电流值，一般需要良好的散热才能达到。所以ID小于最大电流，也可能发热严重，需要足够的辅助散热片。

4.MOS管的选型有误，对功率判断有误，MOS管内阻没有充分考虑，导致开关阻抗增大。

型号 电压/电流 封装

更多“增强型MOS管在vGS＞0，vGS＜0，vGS = 0时均可导通。”相关的问题

增强型NMOS的阈值电压（） 0，且当VGS（） VT时，MOS管才导通

下图是一个mos管的符号及特性。下列说法正确的是哪一个？

下图是一个MOS管的符号及特性。下列说法正确的是哪一个？

下列关于阈值电压的说法，不正确的有（）

A、对于NFET，界面的电子浓度等于p型衬底的多子浓度时的栅压VGS

C、若VTH=0，则对于最低电压为GND的NMOS器件来说一般不关断

D、在器件制造过程中，通过向沟道区注入杂质可以调整阈值电压VTH0 ，即改变氧化层界面附近衬底的掺杂浓度

E、工艺确定后，VTH0确定，那么设计者再无法改变器件的阈值电压

F、PMOS器件的VGS要足够“负”，才能使其导通。

设一n沟增强型管VTH=2V，VGS=6V，源端接地，以下说法正确的是（ ）。

A、VDS=0V时，沟道中各点电位相同，沟道厚度各处相同，IDS=0

B、VDS=2V时，漏端沟道厚度比源端厚，但相差不大可近似看成均匀

C、VDS从2V变为4V时，源端沟道越来越薄，IDS随VDS上升减慢

D、VDS=4V时，沟道进入夹断的临界状态，MOS管由导通变为截止

以下关于MOS倒相器的说法不正确的是（ ）。

A、NMOS漏极接VDD，源极加一个负载电阻，即构成一个倒相器

C、当NMOS管导通时，输出电压VD下降

D、管子工作于截止与导通两个状态，故倒相器起了开关的作用

对于增强型N沟道MOS管，VGS只能为正。

P型增强型MOS管当栅极加上正向偏压后沟道出现，MOS管导通。

UGS=0V时，能够工作在恒流区的场效应管有()。

对于耗尽型MOS管，VGS可以为正、负或零。

原标题：冠华伟业为你解读MOS管各项参数！

    MOS管作为半导体领域基础的器件之一，无论是在IC设计里，还是板级电路应用上，都十分广泛，那么你对MOS管的各项参数，有了解多少呢？冠华伟业作为中低压MOS专注商，为你详解关于MOS管的各项参数！

    最大极限值是指超出该工作范围MOS管就可能损坏,应用设计中，工作条件绝不可以超过这些参数。

    在特定的温度和栅源极短接情况下，流过的漏极电流达到一个特定值（急剧猛增）时的漏源电压。这种情况下的漏源电压也称为雪崩击穿电压。VDSS属于正温度系数，-50°C时，VDSS大约是25°C时的90%。由于正常生产中通常会留有预量，MOSFET的雪崩击穿电压总是大于标称的额定电压。

    冠华伟业温馨提示：为保证产品可靠性，在最坏的工作条件下，建议工作电压不要超过额定值的80~90%。

    是指栅源间反向电流开始急剧增加时的VGS值。超过此电压值将会使栅氧化层发生介质击穿，这是一种破坏性的不可逆击穿。

    是指场效应管正常工作时，漏源间所允许通过的最大电流。MOSFET的工作电流不应超过ID。此参数会随结温度的上升而有所减额。

    反映了器件可以处理的脉冲电流的低，此参数会随结温度的上升而有所减小。若是该参数过小,系统在做OCP测试时,有被电流击穿的风险。

    是指场效应管性能不变坏时所允许的最大漏源耗散功率。使用时，场效应管实际功耗应小于PDSM并留有一定余量。此参数一般会随结温度的上升而有所减额。

    这两个参数标定了器件工作和存储环境所允许的结温区间。设定这样的温度范围是为了满足器件最短工作寿命的要求。如果确保器件工作在这个温度区间内，将极大地延长其工作寿命。

    是指栅源电压VGS为0时，场效应管正常工作所能承受的最大漏源电压。加在场效应管上的工作电压必须小于V(BR)DSS。它具有正温度特性。故应以此参数在低温条件下的值作为安全考虑。

    在特定的VGS（一般为10V）、结温及漏极电流的条件下，MOSFET导通时漏源间的最大阻抗。它是一个非常重要的参数，决定了MOSFET导通时的消耗功率。此参数一般会随结温度的上升而有所增大。故应以此参数在最工作结温条件下的值作为损耗及压降计算。

    当外加栅极控制电压VGS超过VGS(th)时，漏区和源区的表面反型层形成了连接的沟道。应用中，常将漏极短接条件下ID等于1毫安时的栅极电压称为开启电压，此参数一般会随结温度的上升而有所降低。

    是指漏极输出电流的变化量与栅源电压变化量之比，是栅源电压对漏极电流控制能力大小的量度

    MOSFET是电压型驱动器件，驱动的过程就是栅极电压的建立过程，这是通过对栅源及栅漏之间的电容充电来实现的。

    将漏源短接，用交流信号测得的栅极和源极之间的电容。Ciss=CGD+CGS。对器件的开启和关断延时有直接的影响。

    在源极接地的情况下，测得的漏极和栅极之间的电容Crss=CGD。对于开关的上升和下降时间来说是其中一个重要的参数。

 IS：连续最大续流电流（从源极）

    以上就是关于MOS管参数的解读，了解更多MOS管信息，可以详询冠华伟业。深圳市冠华伟业科技有限公司，主要代理WINSOK微硕中低压MOS管产品，依托原厂一级代理优势，立足于中国，公司货源充足，以现货为主，价格合理优势，利用完善的服务网络建立强大的优势为客户介绍引进各类先进科技电子元件，协助各厂家生产品质优良的产品并提供完善的服务。

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