不一样的开关丨MOS管的工作道理
2024-03-15 16:53
上次为各人介绍了能够作为开关和拥有放大作用的三极管，相信经过上篇文章的诠释，各人对三极管的开关作用也有一个具体的相识，但某些利用场景中，由于三极管是电流节造开关，在三极管开启过程中必要产生功耗，并且在某些高压或低噪声需要电路中，三极管的利用始终差强人意，这个时辰，就必要用到本文的主角——MOSFET。
MOS，是MOSFET的缩写。MOSFET金属-氧化物半导体场效应晶体管，简称金氧半场效晶体管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET）。
Mos管和三极管一样，也有三个极，它们别离是栅极（gate）、源极（source）和漏极（drain），具体结构如下图所示：
图1为典型的Nmos内部结构，其中源极通常直接与衬底衔接，此时DS极之间就形成了一个别二极管（如图二中DS极中央的二极管），也就是说当电流能够直接从S→D的PN结方向导通。但正常MOS作为开关使用时，D极会比S极的电势更高，此时体二极管处于反向截止状态。而MOS管的栅极G，是一层薄薄的金属片，与MOS的P结并没有直接接触，此时，若是在G极和S极之间施加一个电压，那么P结的电子会受到电场的影响，被吸引至两个N结之间，从而在DS间形成一个导电沟路，具体的工作道理可见图3。
图3
那么一整个流程下来，MOS管就真正意思上达到了开关的主张。
而通过这个工作流程，我们也可能大体分析一下MOSFET的一些关键参数。
首先，是MOSFET的耐压：综合上面的MOS结构描述我们能够相识到MOS的耐压其实就是体二极管的反向击穿电压，也就是规格书上面的VDSS。
其次，MOSFET的耐流ID就是这个导电沟路所能接受max功率下的电流，当超过规格的电流流过期MOSFET会急剧升温，最终导致MOSFET的销毁，现实利用中，留有足够余量和维持MOSFET的优良散热能够大大加强MOSFET工作的不变性。
第三，我们知路栅极S的金属片其实未和P结接触，所以在两者之间也会存在一个寄生电容Ciss，也叫输入电容，而这个电容直接影响到导电沟通的形成速度，也就是MOSFET的开关速度。我们知路，电容越大，充电的功夫就越长，电容越幼，电容充电的功夫就越短，所以在MOSFET的拔取中，若是必要MOSFET高频开关，那么这个参数越幼越好。
第四，导电沟路形成时，势必会产生一个寄生电阻RDS（on），这个电阻通常为几毫欧到几欧姆不等，若是MOS处于长功夫导通状态，无疑这个阻值越幼，MOSFET的整体发热情况和功耗也会更幼。
所以在MOS选型代替中，除了耐压耐流封装等参数，还必要注意客户原型号的Ciss或RDS（on）。若输入电容幼，RDS（on）较大，那么这个MOS多半用于电路中频仍开关使用；反之，则MOS的重要工作状态为导通，且对于开关速度要求不会太敏感。
以上就是本期的MOS管工作道理和参数解说，MOSFET的利用颇为宽泛，篇幅原因本文还未描述齐全，后续会持续更新，各位如有分歧定见，也能够积极评论，等待你们的关注。
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