MOS管道的工作原理和常见的包装

1.MOS管的概述
场效应管（FET），将输入电压的变化转化为输出电流的变化。FET增益等于其跨导， 定义为输出电流变化与输入电压变化之比。市场上常见的通常是N通道和P通道。详见右边图片（P沟道耗尽型MOS管道)。P沟通常是低压的mos管。

测量N通道增强型 IRFB3607

场效应管通过投场效应管在绝缘层上投影电场，影响流过晶体管的电流。事实上，绝缘体没有电流流过，所以FET管的GATE电流很小。最普通的FET用一薄层二氧化硅来作为GATE极下绝缘体。这种晶体管称为金属氧化物半导体(MOS)晶体管或金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）。因为MOS管道更小，更省电，所以在很多应用中都取代了双极晶体管。由于MOS管的G极电流非常小，因此MOS管道有时也被称为绝缘栅场效应管。

2.MOS管的性能
MOS输入阻抗高，噪音低，热稳定性好；制造工艺简单，辐射强，通常用于放大电路或开关 电路。

3.MOS管脚及常见封装识别

3.1判断栅极G
MOS如果驱动器主要起波形整形和加强驱动的作用：MOS管的G信号波形不够陡峭，在点评切换阶段会造成大量电能损耗其副作用是降低电路转换效率，MOS管道发热严重，易热损坏MOS管GS如果G信号驱动能力不够，会严重影响波形跳变的时间.

将G-S极短路，选择万用表R×1.黑表笔与S极相连，红表笔与D极相连，电阻值应为几欧至十欧。如果发现一只脚和它的字的电阻是无限的，交换表笔后仍然是无限的，则证实这只脚是G极，因为它与另外两个管脚绝缘。

3.2判断源极S、漏极D
拨打万用表R×1k三个管脚之间的电阻分别测量。用交换表笔测量两次电阻，其中电阻值较低（一般为几千欧元至十几千欧元）的一次为正电阻。此时，黑表笔为S极，红表笔为D极。由于测试前提不同，测量RDS（on）值高于手册中给出的典型值。

3.测量泄漏-源通态电阻RDS（on）
源-漏之间有一个PN结，所以根据PNS极和D极可以通过结正和反向电阻来识别。例如，使用500型万用表R×1档实测一只IRFPC50型VMOS管，RDS（on）=3.2W,大于0.58W(典型值)。

测试步骤：MOS管道检测主要是判断MOS管道泄漏、短路、断路、放大。

步骤如下：

若有阻值未测量MOS管道漏电。

1.移除连接栅极和源极的电阻，万用表的红黑笔保持不变。如果移除电阻后表针逐渐回到高电阻或无限大，则MOS管道漏电，不变则完好

然后是一根导线MOS管道的栅极与源极相连，如果指针立即返回无限大，则MOS完好。

接红笔MOS黑笔在源极S上收到MOS在管道漏极上，好的表针指示应无限大。

4、用一只100KΩ－200KΩ将电阻连接到栅极和漏极，然后将红笔连接到MOS黑笔在源极S上收到MOS在管道的漏极上，此时表针指示的值一般为0，此时下电荷通过此电阻对准MOS管道的栅极充电产生栅极电场。由于电场产生导电沟，导致漏极和源极导通，万用表指针偏转，偏转角度大，放电性越好。

4.MOS导管条件
看下图的N型MOS管图(左)Vgs=0时，即使添加漏电源电压Vds，总有一个PN结处于反偏状态，泄漏-源极之间没有导电通道(没有电流过)，因此泄漏电流ID=0。

如果此时在栅-源极间增加正向电压，如下图(左)所示，即Vgs>0，则栅极与硅衬底之间SiO2.在绝缘层中，将产生一个电场，栅极指向P型硅衬底。由于氧化物层是绝缘的，栅极的电压Vgs电流无法形成，氧化物层两侧形成电容，Vgs等效是用电容器充电并形成电场Vgs逐渐升高，受栅极正电压的吸引，大量电子聚集在电容器的另一侧，形成从漏极到源极的N型导电沟。Vgs大于管道的开启电压VT（一般约为 2V）时，N沟管开始导通(一般Vgs约等于10V已完全导通，形成漏极电流Id，当开始形成通道时，我们称之为开启电压，通常使用VT表示。控制网极电压Vgs通过改变电场的强度，可以控制漏极电流ID这也是大小的目的MOS管用电场控制电流的一个重要特点，也称为场效应管。控制网极电压Vgs通过改变电场的强度，可以控制漏极电流ID这也是大小的目的MOS管用电场控制电流的一个重要特点，也称为场效应管。(下图中的红色箭头是电流Id的方向，N，P相反的方向，注意哈，有时会混淆！哈哈）

对于P型MOS当管(图右)原理相反时，Vgs<-2V随着电压的增加，由于栅极负电压的吸引，大量的正电荷聚集在栅极的另一侧，从源极到泄漏极形成P导电通道。

总结一下：

N型MOS管，Vgs>2V开始导通，最大电压(一般技术文档会给出值)>Vgs>9V 完全导通)
P型MOS管，Vgs<-2V开始导通，最小电压(一般技术文档会给出值) 注：里面的Vgs小于负值，说白了就是Vsg大于正值，由于易于统一，规定了栅源电压Vgs了。

摘自：百度图片（MOS管结构图)

摘自：百度图片（MOS管导通图)

加强理解MOS管

进一步理解MOS管，整理别人写的文章，感觉写的不错，分享吧！

链接：http://www.heketai.com/mosfetzs/94.html

首先看一下MOS管道内部结构图及导通下内部结构状态(下图为P型，N型上图有写，PS:下图只有一个，我不会画画，就一点！哈哈哈)

和上图（MOS管导通图相同)

写在上面，当MOS导通时，栅极氧化物两侧会形成电容，氧化物应像极板一样。这会阻碍高频下的发生MO由于管道的导通响应时间，MOS当频率很高时，电压导通源漏极，而电容是容性原件，会减缓电压的突变，MOS管会出现异常，但我遇不到，哈哈！

Question？
如何区分MOS管道的源极和漏极？
MOS在管道结构示意图中，我们可以看到左右是对称的，不可避免地会有人问如何区分源极和泄漏极？事实上，原则上，源极和泄漏极确实是对称的，没有区别。但在实际应用中，制造商通常在源极和泄漏极之间连接二极管，以确保作用，正是这个二极管决定了源极和漏极，这样，封装也就固定了，便于实用。
     
什么是增强型MOS管？
    增强型是通过“加厚”导电沟道的厚度来导通，由上图可以看出，栅极电压越低，则p型源、漏极的正离子就越靠近中间，n衬底的负离子就越远离栅极，栅极电压达到一个值，叫阀值或坎压时，由p型游离出来的正离子连在一起，形成通道，就是图示效果。因此，容易理解，栅极电压必须低到一定程度才能导通，电压越低，通道越厚，导通电阻越小。由于电场的强度与距离平方成正比，因此，电场强到一定程度之后，电压下降引起的沟道加厚就不明显了，也是因为n型负离子的“退让”是越来越难的。耗尽型的是事先做出一个导通层，用栅极来加厚或者减薄来控制源漏的导通。但这种管子一般不生产，在市面基本见不到。所以，大家平时说mos管，就默认是增强型的。
     
MOS管的金属氧化物是什么？
    MOS管结构示意图中标出的金属氧化物膜位于上边部位，这个膜是绝缘的，用来电气隔离，使得栅极只能形成电场，不能通过直流电，因此是用电压控制的。在直流电气上，栅极和源漏极是断路。不难理解，这个膜越薄：电场作用越好、坎压越小、相同栅极电压时导通能力越强。坏处是：越容易击穿、工艺制作难度越大而价格越贵。
     
MOS管的寄生电容是什么？
    MOS管结构示意图中的栅极通过金属氧化物与衬底形成一个电容，越是高品质的mos，膜越薄，寄生电容越大，经常mos管的寄生电容达到nF级。这个参数是mos管选择时至关重要的参数之一，必须考虑清楚。MOS管用于控制大电流通断，经常被要求数十K乃至数M的开关频率，在这种用途中，栅极信号具有交流特征，频率越高，交流成分越大，寄生电容就能通过交流电流的形式通过电流，形成栅极电流。消耗的电能、产生的热量不可忽视，甚至成为主要问题。为了追求高速，需要强大的栅极驱动，也是这个道理。试想，弱驱动信号瞬间变为高电平，但是为了“灌满”寄生电容需要时间，就会产生上升沿变缓，对开关频率形成重大威胁直至不能工作。
     
MOS管如何工作在放大区？
    MOS管也能工作在放大区，而且很常见。做镜像电流源、运放、反馈控制等，都是利用MOS管工作在放大区，由于mos管的特性，当沟道处于似通非通时，栅极电压直接影响沟道的导电能力，呈现一定的线性关系。由于栅极与源漏隔离，因此其输入阻抗可视为无穷大，当然，随频率增加阻抗就越来越小，一定频率时，就变得不可忽视。这个高阻抗特点被广泛用于运放，运放分析的虚连、虚断两个重要原则就是基于这个特点。这是三极管不可比拟的

MOS管发热原因是什么？

MOS管发热，主要原因之一是寄生电容在频繁开启关闭时，显现交流特性而具有阻抗，形成电流。有电流就有发热，并非电场型的就没有电流。另一个原因是当栅极电压爬升缓慢时，导通状态要“路过”一个由关闭到导通的临界点，这时，导通电阻很大，发热比较厉害。第三个原因是导通后，沟道有电阻，过主电流，形成发热。主要考虑的发热是第1和第3点。许多mos管具有结温过高保护，所谓结温就是金属氧化膜下面的沟道区域温度，一般是150摄氏度。超过此温度，MOS管不可能导通。温度下降就恢复。要注意这种保护状态的后果。

MOS管理论图与实物有什么区别？
    MOS管结构示意图仅仅是原理性的，实际的元件增加了源-漏之间跨接的保护二极管，从而区分了源极和漏极。实际的元件，p型的，衬底是接正电源的，使得栅极预先成为相对负电压，因此p型的管子，栅极不用加负电压了，接地就能保证导通。相当于预先形成了不能导通的沟道，严格讲应该是耗尽型了。好处是明显的，应用时抛开了负电压。
MOS管的应用包含哪些？

P型MOS管应用
    一般用于管理电源的通断，属于无触点开关，栅极低电平就完全导通，高电平就完全截止。而且，栅极可以加高过电源的电压，意味着可以用5v信号管理3v电源的开关，这个原理也用于电平转换。

N型MOS管应用
    一般用于管理某电路是否接地，属于无触点开关，栅极高电平就导通导致接地，低电平截止。当然栅极也可以用负电压截止，但这个好处没什么意义。其高电平可以高过被控制部分的电源，因为栅极是隔离的。因此可以用5v信号控制3v系统的某处是否接地，这个原理也用于电平转换。

MOS管放大区应用
    工作于放大区，一般用来设计反馈电路，需要的专业知识比较多，类似运放，这里无法细说。常用做镜像电流源、电流反馈、电压反馈等。至于运放的集成应用，我们其实不用关注。人家都做好了，看好datasheet就可以了，不用按MOS管方式去考虑导通电阻和寄生电容。
     

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