关于mosfet 的点点滴滴

1、类型
npn
pnp
两种
一般都是对称的，但是厂家生产的时候会有一个区分，再源极和漏极之间连接一个二极管，用于保护作用，同时也确定了源极与漏极。

2、金属氧化物膜
用你与电气隔离，形成电场不形成电流，因此mosfet 也就是电压控制的

3、寄生电容
越是高品质的寄生电容，金属氧化膜也就约薄，形成寄生电容越大。这个寄生电容的充电放电形成电流消耗电量就会早晨热产生，从而工作频率收到折扣

4、发热原因

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。

5、mos 管的特性

1） MOS 管是一个由改变电压来控制电流的器件，所以是电压器件。
2） MOS 管道输入特性为容性特性，所以输入阻抗极高

6、 电压极性及符号

分成p沟道（箭头向外） 和 n 沟道（箭头向内）， 分成增强型 （虚线） 和 耗尽型（实线）

7、 mos管与警惕三极管相比的重要的特性
（1）符号

（2） 控制方式

• mos 是电压控制电流， bjt 是电流控制电流。
• mos管放大系数是跨导gm，bjt 是β 电流放大稀疏

（3） mos 栅极与其他的电极绝缘，不产生电流，而bjt 不是
（4） 场效应管只有多数载流子参与到店， 而bjt 的多数载流子和少数载流子均参与导电
（5） mos管的源极与沉底未连在一起的时候，漏极和源极和互换使用差异不大，而bjt则不行。
（6）mos的噪声系数很小。

8、在开关电源电路中；大功率 MOS 管和大功率晶体三极管相比 MOS 管的优点；
1)、输入阻抗高，驱动功率小：由于栅源之间是二氧化硅（SiO2）绝缘层，栅源之间的直流电阻基本上就是 SiO2 绝缘电阻，一般达 100MΩ左右，交流输入阻抗基本上就是输入电容的容抗。由于输入阻抗高，对激励信号不会产生压降，有电压就可以驱动，所以驱动功率极小（灵敏度高）。一般的晶体三极管必需有基极电压 Vb，再产生基极电流 Ib，才能驱动集电极电流的产生。晶体三极管的驱动是需要功率的（Vb×Ib）。

2）、开关速度快:MOSFET 的开关速度和输入的容性特性的有很大关系，由于输入容性特性的存在，使开关的速度变慢，但是在作为开关运用时，可降低驱动电路内阻，加快开关速度（输入采用了后述的“灌流电路”驱动，加快了容性的充放电的时间）。MOSFET 只靠多子导电，不存在少子储存效应，因而关断过程非常迅速，开关时间在 10—100ns 之间，工作频率可达 100kHz 以上，普通的晶体三极管由于少数载流子的存储效应，使开关总有滞后现象，影响开关速度的提高（目前采用 MOS 管的开关电源其工作频率可以轻易的做到 100K/S～150K/S,这对于普通的大功率晶体三极管来说是难以想象的）。

3）、无二次击穿；由于普通的功率晶体三极管具有当温度上升就会导致集电极电流上升（正的温度～电流特性）的现象，而集电极电流的上升又会导致温度进一步的上升，温度进一步的上升，更进一步的导致集电极电流的上升这一恶性循环。而晶体三极管的耐压 VCEO 随管温度升高是逐步下降，这就形成了管温继续上升、耐压继续下降最终导致晶体三极管的击穿，这是一种导致电视机开关电源管和行输出管损坏率占 95%的破环性的热电击穿现象，也称为二次击穿现象。MOS 管具有和普通晶体三极管相反的温度～电流特性，即当管温度（或环境温度）上升时，沟道电流 IDS 反而下降。例如；一只 IDS=10A 的 MOS FET 开关管，当 VGS 控制电压不变时，在 250C 温度下 IDS=3A，当芯片温度升高为 1000C 时，IDS 降低到 2A，这种因温度上升而导致沟道电流 IDS 下降的负温度电流特性，使之不会产生恶性循环而热击穿。也就是 MOS 管没有二次击穿现象，可见采用 MOS 管作为开关管，其开关管的损坏率大幅度的降低，近两年电视机开关电源采用 MOS 管代替过去的普通晶体三极管后，开关管损坏率大大降低也是一个极好的证明。

4）、MOS 管导通后其导通特性呈纯阻性；
普通晶体三极管在饱和导通是，几乎是直通，有一个极低的压降，称为饱和压降，既然有一个压降，那么也就是；普通晶体三极管在饱和导通后等效是一个阻值极小的电阻，但是这个等效的电阻是一个非线性的电阻（电阻上的电压和流过的电流不能符合欧姆定律），而 MOS 管作为开关管应用，在饱和导通后也存在一个阻值极小的电阻，但是这个电阻等效一个线性电阻，其电阻的阻值和两端的电压降和流过的电流符合欧姆定律的关系，电流大压降就大，电流小压降就小，导通后既然等效是一个线性元件，线性元件就可以并联应用，当这样两个电阻并联在一起，就有一个自动电流平衡的作用，所以 MOS 管在一个管子功率不够的时候，可以多管并联应用，且不必另外增加平衡措施（非线性器件是不能直接并联应用的）。****

MOS 管和普通的晶体三极管相比，有以上四项优点，就足以使 MOS 管在开关运用状态下完全取代普通的晶体三极管。目前的技术 MOS 管道 VDS 能做到 1000V，只能作为开关电源的开关管应用，随着制造工艺的不断进步，VDS 的不断提高，取代显像管电视机的行输出管也是近期能实现的。

9 如何区分G D S

10 关于高速的部分的驱动极电路的设计

• 通常通过增加“灌电流”，提高寄生电容的充电的速度，从而提高开关的速度。
  

在图 2-2 中；在作为开关应用的 MOS 管 Q3 的栅极 S 和激励信号之间增加 Q1、Q2 两只开关管，此两只管均为普通的晶体三极管，两只管接成串联连接，Q1 为 NPN 型 Q2 为 PNP 型，基极连接在一起（实际上是一个 PNP、NPN 互补的射极跟随器），两只管等效是两只在方波激励信号控制下轮流导通的开关，如图 2-2-A、图 2-2-B

当激励方波信号的正半周来到时；晶体三极管 Q1（NPN）导通、Q2（PNP）截止，VCC 经过 Q1 导通对 MOS 开关管 Q3 的栅极充电，由于 Q1 是饱和导通，VCC 等效是直接加到 MOS 管 Q3 的栅极，瞬间充电电流极大，充电时间极短，保证了 MOS 开关管 Q3 的迅速的“开”，如图 2-2-A 所示（图 2-2-A 和图 2-2-B 中的电容 C 为 MOS 管栅极 S 的等效电容）。

当激励方波信号的负半周来到时；晶体三极管 Q1（NPN）截止、Q2（PNP）导通，MOS 开关管 Q3 的栅极所充的电荷，经过 Q2 迅速放电，由于 Q2 是饱和导通，放电时间极短，保证了 MOS 开关管 Q3 的迅速的“关”，如图 2-2-B 所示。

于 MOS 管在制造工艺上栅极 S 的引线的电流容量有一定的限度，所以在 Q1 在饱和导通时 VCC 对 MOS 管栅极 S 的瞬时充电电流巨大，极易损坏 MOS 管的输入端，为了保护 MOS 管的安全，在具体的电路中必须采取措施限制瞬时充电的电流值，在栅极充电的电路中串接一个适当的充电限流电阻 R，如图 2-3-A 所示。充电限流电阻 R 的阻值的选取；要根据 MOS 管的输入电容的大小，激励脉冲的频率及灌流电路的 VCC（VCC 一般为 12V）的大小决定一般在数十姆欧到一百欧姆之间。

由于充电限流电阻的增加，使在激励方波负半周时 Q2 导通时放电的速度受到限制（充电时是 VCC 产生电流，放电时是栅极所充的电压 VGS 产生电流，VGS 远远小于 VCC,R 的存在大大的降低了放电的速率）使 MOS 管的开关特性变坏，为了使 R 阻值在放电时不影响迅速放电的速率，在充电限流电阻 R 上并联一个形成放电通路的二极管 D，图 2-3-B 所示。此二极管在放电时导通，在充电时反偏截止。这样增加了充电限流电阻和放电二极管后，既保证了 MOS 管的安全，又保证了 MOS 管，“开”与“关”的迅速动作。

11 、 MOS 管开关应用必须设置泄放电阻；
MOS 管在开关状态工作时；Q1、Q2 是轮流导通，MOS 管栅极是在反复充电、放电的状态，如果在此时关闭电源，MOS 管的栅极就有两种状态；一个状态是；放电状态，栅极等效电容没有电荷存储，一个状态是；充电状态，栅极等效电容正好处于电荷充满状态，图 2-5-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，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(VDS)随机提供,在导电沟道的作用下，MOS 管即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，如图 2-5-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 5K～数 10K 左右。

图 2-5-A

图 2-5-B

灌流电路主要是针对 MOS 管在作为开关管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，就没有必要设置灌流电路。