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关 键 词：MOS场效应管
行 业：仪器仪表 电子元器件 电源IC
发布时间：2023-07-23
按沟道材料型和绝缘栅型各分N沟道和P沟道两种;按导电方式：MOS管又分耗尽型与增强型，所以MOS场效应晶体管分为N沟耗尽型和增强型;P沟耗尽型和增强型类：N沟道消耗型、N沟道增强型、P沟道消耗型、 P沟道增强型。
MOSFET管是FET的一种（另一种是JFET），可以被制构成增强型或耗尽型，P沟道或N沟道共4种类型，但理论应用的只需增强型的N沟道MOS管和增强型的P沟道MOS管，所以通常提到NMOS，或者PMOS指的就是这两种。场效应管分为结型场效应管（JFET）和绝缘栅场效应管（MOS管）两大类。
MOS管分类及区别
结型场效应管（JFET）
结型场效应管的分类：结型场效应管有两种结构形式，它们是N沟道结型场效应管和P沟道结型场效应管。
结型场效应管也具有三个电，它们是：栅；漏；源。电路符号中栅的箭头方向可理解为两个PN结的正向导电方向。2、结型场效应管的工作原理(以N沟道结型场效应管为例)，N沟道结构型场效应管的结构及符号，由于PN结中的载流子已经耗尽，故PN基本上是不导电的，形成了所谓耗尽区，当漏电源电压ED一定时，如果栅电压越负，PN结交界面所形成的耗尽区就越厚，则漏、源之间导电的沟道越窄，漏电流ID就愈小；反之，如果栅电压没有那么负，则沟道变宽，ID变大，所以用栅电压EG可以控制漏电流ID的变化，就是说，场效应管是电压控制元件。
绝缘栅场效应管
1、绝缘栅场效应管（MOS管）的分类：绝缘栅场效应管也有两种结构形式，它们是N沟道型和P沟道型。无论是什么沟道，它们又分为增强型和耗尽型两种。
2、它是由金属、氧化物和半导体所组成，所以又称为金属—氧化物—半导体场效应管，简称MOS场效应管。
3、绝缘栅型场效应管的工作原理(以N沟道增强型MOS场效应管)它是利用UGS来控制“感应电荷”的多少，以改变由这些“感应电荷”形成的导电沟道的状况，然后达到控制漏电流的目的。在制造管子时，通过工艺使绝缘层中出现大量正离子，故在交界面的另一侧能感应出较多的负电荷，这些负电荷把高渗杂质的N区接通，形成了导电沟道，即使在VGS=0时也有较大的漏电流ID。当栅电压改变时，沟道内被感应的电荷量也改变，导电沟道的宽窄也随之而变，因而漏电流ID随着栅电压的变化而变化。场效应管的工作方式有两种：当栅压为零时有较大漏电流的称为耗散型；当栅压为零，漏电流也为零，必须再加一定的栅压之后才有漏电流的称为增强型。
mos管是金属（metal）—氧化物（oxide）—半导体（semiconductor）场效应晶体管，或者称是金属—绝缘体（insulator）—半导体。MOS管的source和drain是可以对调的，他们都是在P型backgate中形成的N型区。在多数情况下，这个两个区是一样的，即使两端对调也不会影响器件的性能。这样的器件被认为是对称的。
选择到一款正确的MOS管，可以地控制生产制造成本，为重要的是，为产品匹配了一款恰当的元器件，这在产品未来的使用过程中，将会充分发挥其“螺丝钉”的作用，确保设备得到、稳定、持久的应用效果。那么面对市面上琳琅满目的MOS管，该如何选择呢？下面，我们就分7个步骤来阐述MOS管的选型要求。
MOS管是电子制造的基本元件，但面对不同封装、不同特性、不同的MOS管时，该如何抉择？有没有省心、省力的遴选方法？
先是确定N、P沟道的选择
MOS管有两种结构形式，即N沟道型和P沟道型，结构不一样，使用的电压性也会不一样，因此，在确定选择哪种产品前，先需要确定采用N沟道还是P沟道MOS管。
MOS管选型技巧
MOS管的两种结构：N沟道型和P沟道型
在典型的功率应用中，当一个MOS管接地，而负载连接到干线电压上时，该MOS管就构成了低压侧开关。在低压侧开关中，应采用N沟道MOS管，这是出于对关闭或导通器件所需电压的考虑。
当MOS管连接到总线及负载接地时，就要用高压侧开关。通常会在这个拓扑中采用P沟道MOS管，这也是出于对电压驱动的考虑。
要选择适合应用的器件，必须确定驱动器件所需的电压，以及在设计中简易执行的方法。
第二步是确定电压
额定电压越大，器件的成本就越高。从成本角度考虑，还需要确定所需的额定电压，即器件所能承受的大电压。根据实践经验，额定电压应当大于干线电压或总线电压，一般会留出1.2~1.的电压余量，这样才能提供足够的保护，使MOS管失效。
就选择MOS管而言，必须确定漏至源间可能承受的大电压，即大VDS。由于MOS管所能承受的大电压会随温度变化而变化，设计人员必须在整个工作温度范围内测试电压的变化范围。额定电压必须有足够的余量覆盖这个变化范围，确保电路失效。
此外，设计还需要考虑其他安全因素：如由开关电子设备(常见有电机或变压器)诱发的电压瞬变。另外，不同应用的额定电压也有所不同；通常便携式设备选用20V的MOS管，FPGA电源为20～30V的MOS管，85～220V AC应用时MOS管VDS为450～600V。
第三步为确定电流
确定完电压后，接下来要确定的就是MOS管的电流。需根据电路结构来决定，MOS管的额定电流应是负载在所有情况下都能够承受的大电流；与电压的情况相似，MOS管的额定电流必须能满足系统产生尖峰电流时的需求。电流的确定需从两个方面着手：连续模式和脉冲尖峰。在连续导通模式下，MOS管处于稳态，此时电流连续通过器件。脉冲尖峰是指有大量电涌(或尖峰电流)流过器件。一旦确定了这些条件下的大电流，只需直接选择能承受这个大电流的器件便可。
选好额定电流后，还必须计算导通损耗。在实际情况下，MOS管并不是理想的器件，因为在导电过程中会有电能损耗，也就是导通损耗。MOS管在“导通”时就像一个可变电阻，由器件的导通电阻RDS(ON)所确定，并随温度而显著变化。器件的功率损耗PTRON=Iload2×RDS(ON)计算（Iload：大直流输出电流），由于导通电阻会随温度变化，因此功率耗损也会随之按比例变化。对MOS管施加的电压VGS越高，RDS(ON)就会越小；反之RDS(ON)就会越高。
对系统设计人员来说，这就需要折中权衡。对便携式设计来说，采用较低的电压即可(较为普遍)；而对于工业设计来说，可采用较高的电压。需要注意的是，RDS(ON)电阻会随着电流轻微上升。
技术对器件的特性有着重大影响，因为有些技术在提高大VDS（漏源额定电压）时往往会使RDS(ON)。对于这样的技术，如果打算降低VDS和RDS(ON)，那么就得增加晶片尺寸，从而增加与之配套的封装尺寸及相关的开发成本。业界现有好几种试图控制晶片尺寸增加的技术，其中主要的是沟道和电荷平衡技术。
