硬件基礎——MOS管的開關特性

1. MOSFET結構

MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)分為N溝道NMOS和P溝道PMOS。

下圖為NMOS的結構圖:

硬件基礎——MOS管的開關特性

2. MOSFET符號

NMOS的符號圖如下所示:

硬件基礎——MOS管的開關特性

PMOS的符號如下圖所示:

硬件基礎——MOS管的開關特性

3. MOSFET的特性曲線

下面以NMOS為例,介紹MOSFET的特性曲線,下圖為NMOS放大電路示意圖:

硬件基礎——MOS管的開關特性

在可變電阻區,負載電流iD隨著UGS成非線性關係,同時受輸出電壓UD的影響;

在恆流區,負載電流iD隨UGS的增加而增加,且不隨輸出電壓UD的變化而變化;

在夾斷區,負載電流iD基本為0。

硬件基礎——MOS管的開關特性

4.MOSFET開關特性

當柵極G和源極S之間的電壓VGS小於VGS(th)時,由於漏極D和源極S之間有一個反向PN結截止,所以漏極電壓等於VGS

當柵極G和源極S之間的電壓VGS大於2VGS(th)時,P型襯底的自由電子被吸引到兩個N溝道之間,當濃度達到一定程度,兩N溝道被連接起來,從而實現導通。此時VGS為地電平(實際電路中,漏極D與電源之間有負載)。

這樣就可以通過控制VGS的高低,實現NMOS開關電路。


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