mos管发热

为什么mos长时间工作在变阻区会发热然后烧掉，而双极型晶体管做开关时要工作在饱和区呢？

无论什么管，长时间处于功耗大的区域都会发热。
双极型管作开关，并非只工作在饱和区，只工作在饱和区就只有“开”没有“关”了。

2# maychang

mos管工作在饱和区为什么电流是恒定的，无论负载（假如还工作在饱和区）怎么变化电流都是不变的。请给我深入的讲一下，谢了！

我在另一个帖里面说过，此“饱和”非彼“饱和”，两个“饱和”意思是不一样的。
对应于双极型三极管的“饱和”区，是MOS管的可变电阻区。
MOS作开关用，进入“饱和”，实际上是指进入MOS管特性曲线的可变电阻区。这里的“饱和”是指一种开关状态。
MOS管工作在特性曲线的“饱和”区为为何电流基本不变，请看模拟电路教材中讲MOS管结构和工作原理那部分。

3# lp1468
MOS管没有“饱和区”说法，它有这三个工作区：可变电阻区，恒流区，截止区

为什么mos长时间工作在变阻区会发热然后烧掉，而双极型晶体管做开关时要工作在饱和区呢？
lp1468 发表于 2010-9-13 20:00

可以选择参数（比如最大耗散功率）更合适些的MOS管

4# maychang
老爷子:) ，MOS管工作在可变电阻区时电流跟Uds之比近似等于一个常数（Ugs一定），也就是说电流可以改变的。
当Ugs大到一定程度且不再变化时，MOS管进入恒流区，Uds对电流的大小影响很小。

7楼：
“当Ugs大到一定程度且不再变化时，MOS管进入恒流区，Uds对电流的大小影响很小。”
没有的事。
看看曲线就知道了。

8# maychang
老大，在论坛搜了搜关于mos的问题，有很多人对mos的工作状态还是迷糊的，特别是在mos是否存在饱和状态一说，要是存在饱和状态的话，这饱和状态对应的是mos的可变电阻区还是横流区？
大家存在疑惑的原因，一是自己看课本时了解的不彻底，二是很多资料课件或者同行的解答让大家分辨不清。我找了几个前辈的说法，希望老大抽点时间彻底给大家讲解mos的工作状态，形成统一的认识！

1、chunyang老师的解释。他的意见跟老大是一致的。



https://bbs.21ic.com/viewthread.php?tid=185294&highlight=

2、HWM前辈的解释。（我的理解是mos的饱和区对应其横流区，如果错了请HWM原谅。）



https://bbs.21ic.com/viewthread.php?tid=195209&highlight=mos
3、一课件资料的解释。也把mos饱和跟横流一回事了。



麻烦老大了！

如果大家都很聪明，看书都能懂，所有的问题都能解决，那还有来论坛讨论的必要吗？
大家都不来请教了，还要论坛干啥，也没见老T叔发了那么多资料，跟大家要一分银子。
我是来虚心请教的。

其实就想找个人，能确定的跟大家说说以下几个问题：
1、mos的饱和状态到底对应的是可变电阻区还是横流区；
2、还有就是mos工作在开关状态时，是要工作在截至跟饱和还是非饱和状态。
3、如何像设定三极管基极跟集电极电阻那样去设定mos管让其工作在开关状态。
   没想到招到一顿BS。
;P，LZ该请客，他开贴，我挨骂！

15# 王奉瑾
接受您的建议！
其实，看到maychang那么大的年龄，那么晚还在论坛忙碌，心里也是不安。
有些问题，来论坛开贴，并不是一定非得要老大出来解释。非到那种程度的时候，我都是发短消息给他。其实具体工作中有些问题也能解决，来论坛的目的就是想从理论上通一下，要不老是感觉不稳当。
王工说的也是有道理的，再次表示感谢。

8# maychang
图是百度来的，“看看曲线就知道了。”，学生愚钝，愿闻其详

4# maychang
书我看了很久，书上mos管的饱和区就是恒流区，对应的也就是双极性三极管的线性放大区，书上没有指出为什么mos进入饱和区会恒流（Vgs是不变得情况，这时的沟道的夹断的，电阻很小且不变），我的问题是：为什么Vds变化了，Id还是不变的（VGS不变的时候），电阻不变电流不变但是电压变了，我理解不了。我的一种假设：由于工作在饱和区载流子的数量不够，所以你电压再变也只能提供那么点电流。
  还有就是，mos的开关状态其实就是mos的截至和饱和区（也是有些人说的横流区），但是要是工作在饱和区的话电流就是恒流，那么电源的输出电流就无法改变了，所以开关电源应该不可能一直工作在截至和饱和区的。

17# 心静自然凉

7楼的说法有问题，进入饱和区的条件是Vgs>=Vt且Vds>=Vgs-Vt。也即使Vds怎么变化电流ID都不会变，直到雪崩。

9# tongshaoqiang

mos管的饱和区就是横流区

关于增强型MOSFET：

MOSFET的详细说明涉及到较深层次理论（如半导体和固态物理）。几何模型层次的说明也不那么的简单，因此不宜在此详细阐述。具体可参看Adel S. Sedra / Kenneth C. Smith 的《微电子电路》。

增强型 MOSFET 的源漏极间有一个沟道，平时被耗尽层所占。如果在源棚极加一个电压Vgs < Vt（开启电压），此还不足以开启隧道。也就是 MOSFET 的沟道还是被耗尽层所占，不导通，此为截止（或截止区）。

如果 Vgs > Vt，沟道被开启（在衬底靠近棚极形成一个反型区）。此沟道（也有称隧道）可导电，但其形态不同电阻也不同。如果在 Vgs > Vt 的条件下加上 Vds < Vgs - Vt ，则沟道将变成源端宽漏端窄的梯形状。可根据理想几何状态列方程解得：

Id = k W / L [(Vgs - Vt) Vds - Vds^2 / 2]

其中 k 为与棚电容和制造工艺相关的常数，W 为沟道横向宽度，L为沟道长度。

MOSFET 的此状态区称为变阻区，即沟道电阻（近似认为是k W / L (Vgs - Vt) ）随Vgs而变。明显可见，Id 和 Vds 是一个抛物线的关系。当 Vds = Vgs - Vt 时，达到顶值，进入到恒流状态。这就是 MOSFET 的饱和区（电流饱和的意思）。

MOSFET 在饱和区的 Id 和 Vgs 关系为：

Id = k W / L (Vgs - Vt)^2

饱和区的沟道在漏极端是处在夹断态，但可流过电流，而且接近恒定的（若Vgs 不变，且不考虑沟道长度调制效应）。可以看出，MOSFET 的输出特性线属的变阻和饱和分界点所组成的线也是一根抛物线：

Id = k W / L Vds^2

HWM老师讲的很透彻！
大家也许对maychang老大说的没有理解好吧。

有个问题大家方便再给说说，如何配置mos的栅极或者漏极电阻让其工作在饱和区？（或者如何确定Vgs>Vt的同时Vds>Vgs-Vt?)

感谢！