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                            mos管特性曲線、電流方程及參數詳解-KIA MOS管

                            信息來源:本站 日期:2019-11-05 

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                            mos管特性曲線、電流方程及參數詳解

                            mos管

                            本文主要講N溝道增強型mos管特性曲線、電流方程及參數MOS管是金屬-氧化物半導體場效應晶體管,簡稱金氧半場效晶體管。


                            一般是金屬(metal)—氧化物(oxide)—半導體(semiconductor)場效應晶體管,或者稱是金屬—絕緣體(insulator)—半導體。MOS管的source(源極)和drain(耗盡層)是可以對調的,他們都是在P型backgate中形成的N型區。在多數情況下,這個兩個區是一樣的,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。場效應管分為PMOS管和NMOS管,屬于絕緣柵場效應管。


                            mos管特性曲線、電流方程及參數詳解

                            (一)mos管特性曲線、電流方程


                            mos管特性曲線


                            1、mos管特性曲線-輸出特性曲線:N溝道增強型MOS管的輸出特性曲線如圖1(a)所示。與結型場效應管一樣,其輸出特性曲線也可分為可變電阻區、飽和區、截止區和擊穿區幾部分。


                            2、mos管特性曲線-轉移特性曲線:轉移特性曲線如圖1(b)所示,由于場效應管作放大器件使用時是工作在飽和區(恒流區),此時iD幾乎不隨vDS而變化,即不同的vDS所對應的轉移特性曲線幾乎是重合的,所以可用vDS大于某一數值(vDS>vGS-VT)后的一條轉移特性曲線代替飽和區的所有轉移特性曲線。


                            iD與vGS的近似關系


                            與結型場效應管相類似。在飽和區內,iD與vGS的近似關系式為:


                            mos管特性曲線


                            式中IDO是vGS=2VT時的漏極電流iD。


                            (二)參數

                            MOS管的主要參數與結型場效應管基本相同,只是增強型MOS管中不用夾斷電壓VP ,而用開啟電壓VT表征管子的特性。


                            各種場效應管特性比較

                            各類FET的特性如下表所示:


                            mos管特性曲線


                            mos管三個工作區-完全導通區、截止區、線性區分析

                            (1)可變電阻區(也稱非飽和區)

                            滿足Ucs》Ucs(th)(開啟電壓),uDs《UGs-Ucs(th),為圖中預夾斷軌跡左邊的區域其溝道開啟。在該區域UDs值較小,溝道電阻基本上僅受UGs控制。當uGs一定時,ip與uDs成線性關系,該區域近似為一組直線。這時場效管D、S間相當于一個受電壓UGS控制的可變電阻。


                            (2)恒流區(也稱飽和區、放大區、有源區)

                            滿足Ucs≥Ucs(h)且Ubs≥UcsUssth),為圖中預夾斷軌跡右邊、但尚未擊穿的區域,在該區域內,當uGs一定時,ib幾乎不隨UDs而變化,呈恒流特性。i僅受UGs控制,這時場效應管D、S間相當于一個受電壓uGs控制的電流源。場效應管用于放大電路時,一般就工作在該區域,所以也稱為放大區。


                            (3)夾斷區(也稱截止區)

                            夾斷區(也稱截止區)滿足ucs《Ues(th)為圖中靠近橫軸的區域,其溝道被全部夾斷,稱為全夾斷,io=0,管子不工作。


                            (4)擊穿區位

                            擊穿區位于圖中右邊的區域。隨著UDs的不斷增大,pn結因承受太大的反向電壓而擊穿,ip急劇增加。工作時應避免管子工作在擊穿區。


                            轉移特性曲線可以從輸出特性曲線。上用作圖的方法求得。例如在下圖(a)中作Ubs=6V的垂直線,將其與各條曲線的交點對應的i、Us值在ib- Uss 坐標中連成曲線,即得到轉移性曲線,如圖下(b)所示。


                            mos管特性曲線


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