MOS管,也称为金属-氧化物-半导体场效应晶体管,是一种用于摹拟电路和数字电路中的电子开关器件。其工作原理基于电场效应,通过电压控制电流的流通。为了更好地理解管的工作原理MOS,我们可以借助管工作原理图来进行分析MOS。
以沟道增强型管为例NMOS,结构如图所示 。由一块低搀杂的型硅衬底P、两个高搀杂的型区N(源极和漏极SD)和覆盖在衬底上的绝缘层(是二氧化硅)和金属栅极组成G。源极和漏极之间是导电沟道,但型衬底的存在P,沟道中缺少可自由移动的电子,这样看来初始状态下管处于截止状态MOS,电流没法从源极流向漏极。
当在栅极上施加正电压时G,栅极和衬底之间构成电场。该电场会排挤型衬底中的空穴P,并将电子吸引到栅极下方的绝缘层附近。当栅极电压超过一定阈值电压时,吸引的电子数量足够多,会在源极和漏极之间构成导电沟道,管由截止状态转变成导MOS通状态,电流可以从源极流向漏极。
管的导通电流大小与栅源电压有关MOSVgs。当大于阈值电压时VgsVth,导通电流的增加而增大IdsVgs。越大Vgs,沟道中的电子浓度越高,导通能力越强,也越大Ids。反之,当小于时VgsVth,管处于截止状态MOS,几近为零Ids。
通过控制栅源电压Vgs,就能够控制管的导通和截止MOS,从而实现对电流的开关控制。管能够输入MOS阻抗高、功耗低、开关速度快等优点,用于放大电路、开关电源、数字逻辑电路等领域。