快速掌握MOS管源极和漏极的区别-KIA MOS管
MOS管源极和漏极的区别
在MOS管结构示意图中,我们可以看出左右是对称的,难免会有人问怎么区分源极和漏极呢?其实原理上,源极和漏极确实是对称的,是不区分的。
但在实际应用中,厂家一般在源极和漏极之间连接一个二极管,起保护作用,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。
一、指代不同
1、源极:简称场效应管。仅是由多数载流子参与导电,与双极型相反,也称为单极型晶体管。
2、漏极:利用外部电路的驱动能力,减少IC内部的驱动,或驱动比芯片电源电压高的负载。
二、原理不同
1、源极:在一块N型半导体材料的两边各扩散一个高杂质浓度的P型区(用P+表示),就形成两个不对称的P+N结。把两个P+区并联在一起,引出一个电极,称为栅极(g),在N型半导体的两端各引出一个电极。
2、漏极:将两个P区的引出线连在一起作为一个电极,称为栅极,在N型硅片两端各引出一个电极。
MOS管的定义:我们都在知道场效应管的结构是在一块N型半导体的两边利用杂质扩散出高浓度的P型区域,其用P+表示,形成两个P+N结。
而N型半导体的两端引出两个电极,分别称为漏极D和源极S。把两边的P区引出电极并连在一起称为栅极G。如果在漏、源极间加上正向电压,N区中的多子(也就是电子)可以导电。
它们从源极S出发, 流向漏极D。电流方向由D指向S,称为漏极电流ID。由于导电沟道是N型的,所以称为N沟道结型场效应管。场效应管(包括结型和绝缘栅型)的漏极与源极通常制成对称的,漏极和源极可以互换使用。
但是有的绝缘栅场效应管在制造产品 时已把源极和衬底连接在一起了 ,所以这种管子的源极和漏极就不能互换。有的管子则将衬底单独引出一个管脚,形成四个管脚。一般情况P衬底接低电位,N衬底接高电位。
对于绝缘栅NMOS管,接高压为漏端,接低压为源端。PMOS刚好相反。从原理上,NMOS载流子是电子,由低电压处提供,所以低压端称源端,PMOS载流子是空穴,由高压处提供,所以高压端称源端。
MOS管源极、栅极加一个电阻有什么作用?
MOS管源极、栅极之间的电阻:
一是为场效应管提供偏置电压;
二是起到泻放电阻的作用:保护栅极G-源极S;
保护栅极G-源极S:
场效应管的G-S极间的电阻值是很大的,这样只要有少量的静电就能使他的G-S极间的等效电容两端产生很高的电压,如果不及时把这些少量的静电泻放掉,两端的高压就有可能使场效应管产生误动作,甚至有可能击穿其G-S极;
这时栅极与源极之间加的电阻就能把上述的静电泻放掉,从而起到了保护场效应管的作用。
具体的例子:MOS管在开关状态工作时,Q1、Q2是轮流导通,MOS管栅极在反复充、放电状态,如果在此时关闭电源,MOS管的栅极就有两种状态:
一种是放电状态,栅极等效电容没有电荷存储;另一个是充电状态,栅极等效电容正好处于电荷充满状态,如下图a所示。
虽然电源切断,此时Q1、Q2也都处于断开状态,电荷没有释放的回路,但MOS管栅极的电场仍然存在(能保持很长时间),建立导电沟道的条件并没有消失。
这样在再次开机瞬间,由于激励信号还没有建立,而开机瞬间MOS管的漏极电源(V1)随机提供,在导电沟道的作用下,MOS管立刻产生不受控的巨大漏极电流Id,引起MOS管烧坏。
为了避免此现象产生,在MOS管的栅极对源极并接一只泄放电阻R1,如下图b所示,关机后栅极存储的电荷通过R1迅速释放,此电阻的阻值不可太大,以保证电荷的迅速释放,一般在五千欧至数十千欧左右。
灌流电路主要是针对MOS管在作为开关营运用时其容性的输入特性,引起“开”、“关”动作滞后而设置的电路,当MOS管作为其他用途,例如线性放大等应用时,就没有必要设置灌流电路。
R38电阻的作用是:
一:减缓Rds从无穷大到Rds(on)(一般0.1欧姆或者更低)。
二:若不加R38电阻,高压情况下便会因为mos管开关速率过快而导致周围元器件被击穿。
但R38电阻过大则会导致MOS管的开关速率变慢,Rds从无穷大到Rds(on)的需要经过一段时间,高压下Rds会消耗大量的功率,而导致mos管发热异常。
R42电阻的作用是:
一:作为泄放电阻泄放掉G-S的少量静电,防止mos管产生误动作,甚至击穿mos管(因为只要有少量的静电便会使mos管的G-S极间的等效电容产生很高的电压),起到了保护mos管的作用。
二:为mos管提供偏置电压。
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