1.MOS管簡介

??MOS管又稱場效應管，即在集成電路中絕緣性場效應管。MOS英文全稱為Metal-Oxide-Semiconductor，即金屬-氧化物-半導體，表示為：在一定結構的半導體器件上，加上二氧化硅和金屬，形成柵極。MOS管的source和drain是可以對調的，都是在P型backgate中形成的N型區。在多數情況下，兩個區是一樣的，即使兩端對調也不會影響器件的性能,這樣的器件被認為是對稱的。

2.MOS管的結構

??在一塊摻雜濃度較低的P型半導體硅襯底上，用半導體光刻、擴散工藝制作兩個高摻雜濃度的N+區，并用金屬鋁引出兩個電極，分別作為漏極D和源極S。然后在漏極和源極之間的P型半導體表面復蓋一層很薄的二氧化硅(Si02)絕緣層膜，在再這個絕緣層膜上加上金屬和一個鋁電極，作為柵極G。這就構成了一個N溝道(NPN型)增強型MOS管。顯然它的柵極和其它電極間是絕緣的。

??同樣用上述相同的方法，在一塊摻雜濃度較低的N型半導體硅襯底上，用半導體光刻、擴散工藝制作兩個高摻雜濃度的P+區，及上述相同的柵極制作過程，就制成為一個P溝道(PNP型)增強型MOS管。下圖分別是N溝道和P溝道MOS管道結構圖和代表符號。

3.MOS管工作原理

??增強型MOS管的漏極D和源極S之間有兩個背靠背的PN結。當柵-源電壓VGS=0時，即使加上漏-源電壓VDS，總有一個PN結處于反偏狀態，漏-源極間沒有導電溝道(沒有電流流過)，所以這時漏極電流ID=0。

??此時若在柵-源極間加上正向電壓，即VGS>0，則柵極和硅襯底之間的SiO2絕緣層中便產生一個柵極指向P型硅襯底的電場，由于氧化物層是絕緣的，柵極所加電壓VGS無法形成電流，氧化物層的兩邊就形成了一個電容，VGS等效是對這個電容充電，并形成一個電場，隨著VGS逐漸升高，受柵極正電壓的吸引，在這個電容的另一邊就聚集大量的電子并形成了一個從漏極到源極的N型導電溝道，當VGS大于管子的開啟電壓VT(一般約為 2V)時，N溝道管開始導通，形成漏極電流ID，我們把開始形成溝道時的柵-源極電壓稱為開啟電壓，一般用VT表示。

??總結：控制柵極電壓VGS的大小改變了電場的強弱，就可以達到控制漏極電流ID大小的目的，這也是MOS管用電場來控制電流的一個重要特點，所以也稱之為場效應管。

4.MOS管的特性

1. 輸入、輸出特性
??對于共源極接法的電路，源極和襯底之間被二氧化硅絕緣層隔離，所以柵極電流為0，其輸出特性和轉移特性曲線如下。

2.導通特性
??MOS管作為開關元件，同樣是工作在截止或導通兩種狀態。由于MOS管是電壓控制元件，所以主要由柵源電壓VGS決定其工作狀態。下面以NMOS管為例介紹其特性。

??NMOS的特性，VGS大于一定的值就會導通，適合用于源極接地時的情況(低端驅動)，只要柵極電壓達到4V或10V就可以了。
??PMOS的特性，VGS小于一定的值就會導通，適合用于源極接VCC時的情況(高端驅動)。但是，雖然PMOS可以很方便地用作高端驅動，但由于導通電阻大，價格貴，替換種類少等原因，在高端驅動中，通常還是使用NMOS。

5.MOS管的類別

??按溝道材料型和絕緣柵型各分N溝道和P溝道兩種;按導電方式：MOS管又分耗盡型與增強型，所以MOS場效應晶體管分為N溝耗盡型和增強型;P溝耗盡型和增強型四大類：N溝道消耗型、N溝道增強型、P溝道消耗型、 P溝道增強型。四種MOS管的結構分別如下圖。

后續有時間會補充CMOS管的工作原理

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不積硅步，無以至千里；不積小流，無以成江海。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的浅谈MOS管的工作原理的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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