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MOS管中为什么会有体二极管?详解-KIA MOS管

信息来源:本站 日期:2021-03-01 

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MOS管中为什么会有体二极管?详解-KIA MOS管


MOS管中有体二极管原因

大家工作中经常会很讨厌一种情况,就是MOS管它是单方向截至的,如图1所示。


NMOS关闭后,D极到S极关断,但是S极到D极是关不断的,从我们画原理图时,可以从MOS原理图模型里面看到DS之间有一个二极管,S极通过二极管导通到D极。如果我们要做到双方向截止,就需要用两个MOS管背靠着背,每个MOS管负责关断一边。如图2所示。


MOS管,体二极管

MOS管,体二极管


MOS管的结构图中有多种,如图3典型的来自我们课本的结构图,Nmos有个P型的衬底,D极是P型衬底上做的N型反型区,这样就简单的形成了一个PN结,如果从沉底B极加一个电压,那么电流会顺着这个PN结流入D极。


一般情况下,单体的MOS管B极是不独自引出来的,通过把它接到S极上,也就是和S极短路,那么自然而然这个PN结就相当于是S极到D极了。


同理Pmos也是一样,Pmos是在N型衬底上反型出两块P型半导体的区域地盘。衬底B与漏极D之间同样有这个PN结,P端在D极,N端在B极。当把B极连接在S极上时,就出现了从DS之间的二极管了。


MOS管,体二极管


总之,这个体二极管是衬底B与漏极D之间的PN结。由于把B极和S极短路了,因此出现了SD之间的体二极管。值得留意的是,并非所有的情况都需要把B极与S极连接。芯片设计内部,是把B极接到电压最低或者最高,并非一定是S极。


如果B极悬空,那么S极和D极之间就没有这个二极管了,这种情况下,D极和S极是对称的,可以互相换一换身份的。


我们通常用的大功率MOS管,TO92,TO252等系列封装的MOS,它们的D极是在衬底下方引出来的,D极可以躺下直接焊接在PCB板上,起到很好的散热效果,它们的结构图可以从网上找,感兴趣可以去看一看。


这种结构的体二极管也是一样,Pbody区域与N衬底区形成PN结,Pbody连接S极,形成与D极之间的体二极管。


为什么MOS管内部会存在寄生体二极管?和工艺也有关系。


MOS管,体二极管


如图所示,S极和衬底是连在一起的,那么P型衬底和S极之间的PN结就相当于被短路了,不予考虑,只考虑SD之间的寄生体二极管。


MOS管,体二极管


而且,MOSFET还有下面这样子的。从图就很容易看出P-MOSFET里寄生二极管的来源了,源极(Source)和漏极(Drain)之间存在一个PN结,等效为寄生体二极管。


MOS管,体二极管


可以看出和实际工艺是有关系的。




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