MOS管基础知识篇

大家好，我是砖一。

最近做项目过程中，用到了MOS管，感觉用处非常重要，这里给大家分享一下MOS管基础知识，以及思维导图的搭建，后续有PDF档分享出来哈。

一，三极管的分类

我们了解MOS管之前，先了解一下三极管。

半导体三极管中参与导电的有两种极性的载流子，这种叫双极型三极管。

那么只有一种载流子参与导电的，称之为单极型三极管，又因为它是利用电场效应控制电流的，所以又称场效应三极管（英文名FET），简称场效应管。

场效应管可以分为两大类：

1，结型场效应管（JFET）

2，绝缘栅场效应管（MOSFET）

我们大多数情况下，用的是绝缘栅场效应管，很少使用结型场效应管，原因可能是造价比较贵，工艺比较复杂，懂行的小伙伴可以评论区留言哈。

二，MOS管的由来

那咱们就跳过JFET，直接上大货——MOSFET

绝缘栅极场效应管中文全称是金属-氧化物半导体场效应晶体管。

因为这种管子的栅极被绝缘层隔离，所以又叫绝缘栅场效应管，英文名叫MOSFET，一般也简称为MOS管。

三，MOS管的分类

1，MOS管的输入阻抗很高，高达10的9次方Ω以上，所以从导电沟道来分，分为N沟道和P沟道两种，无论是N沟道还是P沟道，都有增强型和耗尽型。

故，N沟道的MOS管通常称NMOS，P沟道的MOS管通常称PMOS，如下图所示。

巧记：PMOS管，放屁（P）朝外，所以箭头朝外，那么NMOS相反，箭头朝内。

?2，从上图不难发现，MOS管有三个脚，正面朝向自己，从左到右分别是G极（Gate，栅极），D极（Drain，漏极），S极（Source，源极）。

一般情况下，MOS管内部的衬底会和S极连接在一起，而且D极和S极会有一个寄生二极管，所以我们在原理图或者Datasheet中会看到这样的MOS管。

?不难发现，无论是N还是P沟道的MOS管，这个寄生二极管的方向竟然巧妙的和箭头方向一致。

通常情况下，我们一般会使用N沟道增强型MOS管或者P沟道增强型MOS管，极少使用耗尽型MOS管。

四，MOS管的作用和栅极电阻Rds

1，电子开关

我们已经了解了常用类型的MOS管了，我们怎么用呢？

下面介绍一下MOS管的主要作用之一，电子开关，以驱动LED为例讲解。

我们首先要知道两个概念

（1）NMOS通常高电平导通

（2）PMOS通常低电平导通

一般情况下，MOS管的导通不需要电流，只要VGS提供一定电压即可。

所以不难得出，MOS管是压控型元器件。

对于NMOS来说，VGS大于开启电压V(GS)th，NMOS就能导通，而NMOS的V(GS)th一般在2~4V之间。

?对于PMOS来说，VGS小于开启电压V(GS)th，PMOS就能导通，而PMOS的开启电压一般在-2～-4V之间。

?所以，可以验证VGS达不到一定的电压值，MOS管是无法导通的，故，MOS管属于电压控型元器件。

2，栅极电阻Rds有什么作用呢？

其实，从本质上分析，MOS管内部里G极，D极和S极，两两极之间是有寄生电容存在的，实际上是一种绝缘层二氧化硅进行隔离，这就相当于存在三个电容器。

?这种寄生电容是无法避免的，寄生电容的大小跟MOS管的大小，结构，所加的电压都有关系。

那么试想一下，如果没有Rds会怎么样？

下面用实物演示一下。

?可以看到，当G极通上5V的信号，MOS管导通，小灯泡亮起来了，此时相当于给寄生电容Cgs充电，那么撤掉G极的5V信号，会发现MOS管仍然导通，小灯泡依旧光芒万丈！说明，G极的电容Cgs的电容电压存在，在进行放电，小灯泡才会依旧亮。

那么当我们加上Rds之后，又会发生什么现象呢？

?当我们加上Rds之后，同样的，G极给5V信号，MOS管导通，灯泡亮起；当我们撤去5V信号时，MOS管截止，灯泡灭了。

这其中原理也不难发现，加入Rds之后，D极上的寄生电容Cds上的电压很快就通过电阻Rds很快释放掉了，这样就可以避免MOS管的G极没有控制信号的时候误动作，有利于提高电路的稳定性，这也是我们设计电路需要注意的一个小细节。

MOS管具有输入阻抗高，开关速度快，热稳定性好，电压控制电流等特性，在电路上可用作放大器，电子开关等用途。

关于MOS管知识还有很多，以后会继续更新，本篇基础知识后续会整理成思维导图，留下一键三连可以获取哦！

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