MOS管工作原理及芯片汇总Word文件下载.docx
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Mosfet参数含义说明
Features:
Vds：
DS击穿电压.当Vgs=0V时，MOS的DS所能承受的最大电压
Rds（on）:
DS的导通电阻。
当Vgs=10V时，MOS的DS之间的电阻
Id：
最大DS电流。
会随温度的升高而降低
Vgs：
最大GS电压。
一般为：
-20V～+20V
Idm:
最大脉冲DS电流。
会随温度的升高而降低，体现一个抗冲击能力，跟脉冲时间也有关系
Pd：
最大耗散功率
Tj:
最大工作结温，通常为150度和175度
Tstg:
最大存储温度
Iar：
雪崩电流
Ear:
重复雪崩击穿能量
Eas:
单次脉冲雪崩击穿能量
BVdss:
DS击穿电压
Idss：
饱和DS电流，uA级的电流
Igss：
GS驱动电流，nA级的电流.
gfs:
跨导
Qg:
G总充电电量
Qgs:
GS充电电量
Qgd:
GD充电电量
Td（on）:
导通延迟时间，从有输入电压上升到10％开始到Vds下降到其幅值90％的时间
Tr:
上升时间，输出电压VDS从90％下降到其幅值10％的时间
Td（off）：
关断延迟时间，输入电压下降到90%开始到VDS上升到其关断电压时10％的时间
Tf:
下降时间，输出电压VDS从10％上升到其幅值90%的时间（参考图4）。
Ciss:
输入电容,Ciss=Cgd+Cgs。
Coss:
输出电容，Coss=Cds+Cgd.
Crss：
反向传输电容，Crss=Cgc。
二：
N沟道MOS管的结构及工作原理
N沟道金属-氧化物—半导体场效应管（MOS管）的结构及工作原理
结型场效应管的输入电阻虽然可达106~109W，但在要求输入电阻更高的场合，还是不能满足要求.而且，由于它的输入电阻是PN结的反偏电阻，在高温条件下工作时，PN结反向电流增大，反偏电阻的阻值明显下降。
与结型场效应管不同,金属-氧化物—半导体场效应管（MOSFET）的栅极与半导体之间隔有二氧化硅（SiO2）绝缘介质，使栅极处于绝缘状态（故又称绝缘栅场效应管），因而它的输入电阻可高达1015W。
它的另一个优点是制造工艺简单，适于制造大规模及超大规模集成电路.
MOS管也有N沟道和P沟道之分，而且每一类又分为增强型和耗尽型两种，二者的区别是增强型MOS管在栅-源电压vGS=0时，漏—源极之间没有导电沟道存在,即使加上电压vDS（在一定的数值范围内），也没有漏极电流产生（iD=0）。
而耗尽型MOS管在vGS=0时，漏-源极间就有导电沟道存在。
一、N沟道增强型场效应管结构
a）N沟道增强型MOS管结构示意图
（b）N沟道增强型MOS管代表符号
（c）P沟道增强型MOS管代表符号
在一块掺杂浓度较低的P型硅衬底上,用光刻、扩散工艺制作两个高掺杂浓度的N+区，并用金属铝引出两个电极，分别作漏极d和源极s.然后在半导体表面复盖一层很薄的二氧化硅（SiO2）绝缘层，在漏—源极间的绝缘层上再装上一个铝电极，作为栅极g。
另外在衬底上也引出一个电极B，这就构成了一个N沟道增强型MOS管。
显然它的栅极与其它电极间是绝缘的。
图1（a）、（b）分别是它的结构示意图和代表符号.代表符号中的箭头方向表示由P（衬底）指向N（沟道）。
P沟道增强型MOS管的箭头方向与上述相反，如图1（c）所示。
MOS/CMOS集成电路
MOS集成电路特点：
制造工艺比较简单、成品率较高、功耗低、组成的逻辑电路比较简单，集成度高、抗干扰能力强，特别适合于大规模集成电路。
MOS集成电路包括：
NMOS管组成的NMOS电路、PMOS管组成的PMOS电路及由NMOS和PMOS两种管子组成的互补MOS电路,即CMOS电路.
PMOS门电路与NMOS电路的原理完全相同，只是电源极性相反而已.
数字电路中MOS集成电路所使用的MOS管均为增强型管子，负载常用MOS管作为有源负载，这样不仅节省了硅片面积,而且简化了工艺利于大规模集成。
常用的符号如图1所示。
N沟MOS晶体管
金属—氧化物-半导体（Metal—Oxide-SemIConductor）结构的晶体管简称MOS晶体管，有P型MOS管和N型MOS管之分。
MOS管构成的集成电路称为MOS集成电路，而PMOS管和NMOS管共同构成的互补型MOS集成电路即为CMOS集成电路.
由p型衬底和两个高浓度n扩散区构成的MOS管叫作n沟道MOS管，该管导通时在两个高浓度n扩散区间形成n型导电沟道.n沟道增强型MOS管必须在栅极上施加正向偏压，且只有栅源电压大于阈值电压时才有导电沟道产生的n沟道MOS管.n沟道耗尽型MOS管是指在不加栅压（栅源电压为零）时，就有导电沟道产生的n沟道MOS管。
NMOS集成电路是N沟道MOS电路，NMOS集成电路的输入阻抗很高，基本上不需要吸收电流，因此,CMOS与NMOS集成电路连接时不必考虑电流的负载问题。
NMOS集成电路大多采用单组正电源供电，并且以5V为多。
CMOS集成电路只要选用与NMOS集成电路相同的电源，就可与NMOS集成电路直接连接。
不过，从NMOS到CMOS直接连接时，由于NMOS输出的高电平低于CMOS集成电路的输入高电平,因而需要使用一个（电位）上拉电阻R,R的取值一般选用2～100KΩ。
N沟道增强型MOS管的结构
在一块掺杂浓度较低的P型硅衬底上，制作两个高掺杂浓度的N+区,并用金属铝引出两个电极，分别作漏极d和源极s.
然后在半导体表面覆盖一层很薄的二氧化硅（SiO2）绝缘层，在漏—-源极间的绝缘层上再装上一个铝电极,作为栅极g。
在衬底上也引出一个电极B，这就构成了一个N沟道增强型MOS管。
MOS管的源极和衬底通常是接在一起的（大多数管子在出厂前已连接好）。
它的栅极与其它电极间是绝缘的。
图（a）、（b）分别是它的结构示意图和代表符号。
代表符号中的箭头方向表示由P（衬底）指向N（沟道）。
P沟道增强型MOS管的箭头方向与上述相反,如图（c）所示。
N沟道增强型MOS管的工作原理
（1）vGS对iD及沟道的控制作用
①vGS=0的情况
从图1（a）可以看出，增强型MOS管的漏极d和源极s之间有两个背靠背的PN结.当栅——源电压vGS=0时,即使加上漏——源电压vDS，而且不论vDS的极性如何，总有一个PN结处于反偏状态，漏——源极间没有导电沟道，所以这时漏极电流iD≈0。
②vGS〉0的情况
若vGS＞0,则栅极和衬底之间的SiO2绝缘层中便产生一个电场。
电场方向垂直于半导体表面的由栅极指向衬底的电场。
这个电场能排斥空穴而吸引电子。
排斥空穴:
使栅极附近的P型衬底中的空穴被排斥，剩下不能移动的受主离子（负离子），形成耗尽层.吸引电子：
将P型衬底中的电子（少子）被吸引到衬底表面。
（2）导电沟道的形成：
当vGS数值较小，吸引电子的能力不强时，漏—-源极之间仍无导电沟道出现，如图1（b）所示。
vGS增加时，吸引到P衬底表面层的电子就增多，当vGS达到某一数值时，这些电子在栅极附近的P衬底表面便形成一个N型薄层，且与两个N+区相连通,在漏——源极间形成N型导电沟道，其导电类型与P衬底相反,故又称为反型层，如图1（c）所示.vGS越大，作用于半导体表面的电场就越强，吸引到P衬底表面的电子就越多，导电沟道越厚，沟道电阻越小.
开始形成沟道时的栅——源极电压称为开启电压，用VT表示。
上面讨论的N沟道MOS管在vGS＜VT时，不能形成导电沟道，管子处于截止状态。
只有当vGS≥VT时,才有沟道形成。
这种必须在vGS≥VT时才能形成导电沟道的MOS管称为增强型MOS管。
沟道形成以后,在漏-—源极间加上正向电压vDS，就有漏极电流产生。
vDS对iD的影响
如图（a）所示，当vGS〉VT且为一确定值时,漏——源电压vDS对导电沟道及电流iD的影响与结型场效应管相似.
漏极电流iD沿沟道产生的电压降使沟道内各点与栅极间的电压不再相等，靠近源极一端的电压最大，这里沟道最厚，而漏极一端电压最小，其值为VGD=vGS－vDS，因而这里沟道最薄。
但当vDS较小（vDS<
vGS–VT）时，它对沟道的影响不大，这时只要vGS一定,沟道电阻几乎也是一定的，所以iD随vDS近似呈线性变化。
随着vDS的增大，靠近漏极的沟道越来越薄，当vDS增加到使VGD=vGS－vDS=VT（或vDS=vGS－VT）时，沟道在漏极一端出现预夹断，如图2（b）所示.再继续增大vDS，夹断点将向源极方向移动，如图2（c）所示。
由于vDS的增加部分几乎全部降落在夹断区，故iD几乎不随vDS增大而增加，管子进入饱和区,iD几乎仅由vGS决定。
N沟道增强型MOS管的特性曲线、电流方程及参数
（1）特性曲线和电流方程
1）输出特性曲线
N沟道增强型MOS管的输出特性曲线如图1（a）所示。
与结型场效应管一样，其输出特性曲线也可分为可变电阻区、饱和区、截止区和击穿区几部分。
2）转移特性曲线
转移特性曲线如图1（b）所示，由于场效应管作放大器件使用时是工作在饱和区（恒流区）,此时iD几乎不随vDS而变化，即不同的vDS所对应的转移特性曲线几乎是重合的，所以可用vDS大于某一数值（vDS＞vGS-VT）后的一条转移特性曲线代替饱和区的所有转移特性曲线。
3）iD与vGS的近似关系
与结型场效应管相类似。
在饱和区内,iD与vGS的近似关系式为
式中IDO是vGS=2VT时的漏极电流iD.
（2）参数
MOS管的主要参数与结型场效应管基本相同，只是增强型MOS管中不用夹断电压VP，而用开启电压VT表征管子的特性。
N沟道耗尽型MOS管的基本结构
（1）结构：
N沟道耗尽型MOS管与N沟道增强型MOS管基本相似.
（2）区别：
耗尽型MOS管在vGS=0时，漏——源极间已有导电沟道产生，而增强型MOS管要在vGS≥VT时才出现导电沟道。
（3）原因：
制造N沟道耗尽型MOS管时，在SiO2绝缘层中掺入了大量的碱金属正离子Na+或K+（制造P沟道耗尽型MOS管时掺入负离子），如图1（a）所示，因此即使vGS=0时，在这些正离子产生的电场作用下,漏-—源极间的P型衬底表面也能感应生成N沟道（称为初始沟道），只要加上正向电压vDS，就有电流iD。
如果加上正的vGS，栅极与N沟道间的电场将在沟道中吸引来更多的电子，沟道加宽，沟道电阻变小,iD增大。
反之vGS为负时，沟道中感应的电子减少，沟道变窄，沟道电阻变大，iD减小.当vGS负向增加到某一数值时，导电沟道消失，iD趋于零，管子截止，故称为耗尽型。
沟道消失时的栅－源电压称为夹断电压，仍用VP表示。
与N沟道结型场效应管相同,N沟道耗尽型MOS管的夹断电压VP也为负值，但是，前者只能在vGS<
0的情况下工作。
而后者在vGS=0,vGS〉0，VP<
vGS〈0的情况下均能实现对iD的控制，而且仍能保持栅——源极间有很大的绝缘电阻,使栅极电流为零.这是耗尽型MOS管的一个重要特点。
图（b）、（c）分别是N沟道和P沟道耗尽型MOS管的代表符号.
（4）电流方程:
在饱和区内，耗尽型MOS管的电流方程与结型场效应管的电流方程相同，即：
各种场效应管特性比较
P沟MOS晶体管
金属氧化物半导体场效应（MOS）晶体管可分为N沟道与P沟道两大类,P沟道硅MOS场效应晶体管在N型硅衬底上有两个P+区，分别叫做源极和漏极,两极之间不通导，柵极上加有足够的正电压（源极接地）时，柵极下的N型硅表面呈现P型反型层，成为连接源极和漏极的沟道。
改变栅压可以改变沟道中的电子密度,从而改变沟道的电阻。
这种MOS场效应晶体管称为P沟道增强型场效应晶体管。
如果N型硅衬底表面不加栅压就已存在P型反型层沟道，加上适当的偏压，可使沟道的电阻增大或减小.这样的MOS场效应晶体管称为P沟道耗尽型场效应晶体管。
统称为PMOS晶体管.
P沟道MOS晶体管的空穴迁移率低，因而在MOS晶体管的几何尺寸和工作电压绝对值相等的情况下，PMOS晶体管的跨导小于N沟道MOS晶体管。
此外,P沟道MOS晶体管阈值电压的绝对值一般偏高，要求有较高的工作电压。
它的供电电源的电压大小和极性,与双极型晶体管——晶体管逻辑电路不兼容。
PMOS因逻辑摆幅大,充电放电过程长,加之器件跨导小，所以工作速度更低，在NMOS电路（见N沟道金属—氧化物—半导体集成电路）出现之后，多数已为NMOS电路所取代。
只是，因PMOS电路工艺简单,价格便宜，有些中规模和小规模数字控制电路仍采用PMOS电路技术.
PMOS集成电路是一种适合在低速、低频领域内应用的器件。
PMOS集成电路采用-24V电压供电.如图5所示的CMOS-PMOS接口电路采用两种电源供电.采用直接接口方式，一般CMOS的电源电压选择在10~12V就能满足PMOS对输入电平的要求。
MOS场效应晶体管具有很高的输入阻抗，在电路中便于直接耦合，容易制成规模大的集成电路。
三:
SO-8（贴片８脚）封装ＭＯＳ管IRF7805Z的引脚图。
上图中有小圆点的为１脚
注:
下表按电流降序排列（如有未列出的,可回帖,我尽量补充）
封装形式
极性
型号
电流（A）
耐压（V）
导通电阻（mΩ）
SO-8
N型
SI4336
22
30
4。
2
IRF7831
21
3.6
SO—8
IRF7832
20
4
IRF7822
18
IRF7836
17
5。
7
IRF8113
6
SI4404
8
FDS6688
16
IRF7805Z
6.8
IRF7477
14
8。
5
IRF8721
8.5
IRF7805
13
IRF7805Q
11
IRF7413
12
TPC8003
IRF7811
IRF7466
10
15
SI4410
SI4420
A2700
9
7.3
IRF7807
8.3
SI4812
7。
3
28
SI9410
6.9
50
IRF7313
29
P型
SI4405
7.5
STM4439A
FDS6679
SI4411
SI4463
12。
SI4407
IRF7424
13。
IRF7416
IRF7416Q
SI4425
19
8.8
SI4435
SI4435DY
A2716
11。
IRF7406
45
SI9435
5.3
IRF7205
4.6
70
TO-252
FDD6688
84
TO-3
IRF150
40
100
55
TO—220
IRF3703
210
2。
TO-220
IRL3803
140
IRF1405
131
IRF3205
110
BUZ111S
80
05N05
75
9。
IRF2804
60N06
60
50N03L
25
BTS120
BTS110
200
06N60
600
750
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