发新帖本帖赏金 50.00元(功能说明)我要提问
返回列表
[技术讨论]

MOSFET基础简介

[复制链接]
273|3
手机看帖
扫描二维码
随时随地手机跟帖
zxf1809721203|  楼主 | 2023-1-24 10:46 | 显示全部楼层 |阅读模式
金属-氧化物半导体场效应晶体管又叫MOSFET,工作原理是基于电荷浓度的调节,并通过氧化物与所有其他器件区域绝缘。MOSFET包括三个端子,栅极,源极,漏极,每个端子都连接到由本体区域分离的单个高度掺杂区域。随着栅极电压高于阈值电压,来自源极的电子在P型区域和氧化物之间的界面处进入N通道。 该导电沟道在源极和漏极之间延伸,并且当源极和漏极之间施加电压时,电流通过源极和漏极进行传导。这是MOSFET工作的基本原理。在基本的MOSFET结构中,电流和击穿电压等级都是通道尺寸的函数,即和通道长度和宽度直接相关。
9329863cf468304e04.png
N沟道增强型MOSFET使用正输入电压工作,并具有极高的输入电阻,可以视为无穷大,因此当与几乎任何能够产生正输出驱动器相互连接时,MOSFET可以用作开关。并且由于这种非常高的输入电阻,我们可以安全地并联许多不同的MOSFET,直到达到所需的电流通流能力。当然了,虽然将各种MOSFET并联连接在一起可能使我们能够切换高电流负载,但这样做在会导致在有限的电路板空间中占用比较大的面积,影响器件产品小型化。为了克服这个问题,目前很多厂商都开发了功率场效应晶体管。
确保MOSFET在承载所选漏极电流时保持“导通”所需的最小导通状态的栅极电压可以从MOSFET V-I传输曲线确定。当输入电压为高电平或等于电源电压时,MOSFET的Q点沿负载线移动到A点。由于通道电阻减小,漏极电流增加到其最大值。此时漏极电流成为独立于电源电压的常量值,并且仅依赖于栅源电压。因此,晶体管的工作模式类似于闭合的开关,当然了通道导通电阻不会完全降低到零,而是变得非常小,一般而言,导通电阻越小,MOSFET体积越大。
同样,当输入电压降低为低电平或降至零时,MOSFET的Q点沿负载线从A点移动到B点。此时通道电阻非常高,因此晶体管就像一个开关处于开路状态,此时几乎没有电流流过通道。因此,如果 MOSFET 的栅极电压在两个值(高电平和低电平)之间切换,则 MOSFET 将表现为类似于单刀单掷的开关一样。
3475963cf45e8e55bf.png
没有经验的硬件工程师可能会认为MOSFET规格书上出现的连续漏极电流额定值ID(MAX)表示器件在实际电路中可以工作的电流。但是,实际上事实并非如此,规格书中给定的ID(MAX)额定值是基于在实际设计中无法实现的理想测试条件。而规格书给定的测试条件一般需要非常大的散热器,并通过物理散热使得芯片结温保持在较低水平。应该注意的是,不同的厂家测试所使用的标准也是不同的,一般会标注基于JEDEC标准,感兴趣的可以自行查阅。
比较不同器件散热能力的更现实方法是基于损耗极其导致的温升,在给定条件下,芯片和封装温度将上升。比如,环境温度都设置成25°C,此时对比RDS(on),当然了需要注意的是依赖于RDS(on)还依赖于栅源电压 VGS,所以此时还需设置相同的RDS(on)电阻。

使用特权

评论回复

打赏榜单

21ic小管家 打赏了 50.00 元 2023-02-08
理由:签约作者奖励

相关帖子

jameswangchip| | 2023-1-25 14:45 | 显示全部楼层
可以讲讲MOSFET 的导通电阻 (RDS(ON))吗?

使用特权

评论回复
syh2431| | 2023-1-26 10:51 | 显示全部楼层
讲的不错

使用特权

评论回复
cooldog123pp| | 2023-1-27 22:56 | 显示全部楼层
很好的科普文章,mos应该还可以有很多内容可以给大家讲一讲,期待楼主更多文章。

使用特权

评论回复
发新帖 本帖赏金 50.00元(功能说明)我要提问
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则