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MOS管中的N型/P型是什么意思?溝道呢?金屬氧化物膜又是什么
MOS管學(xué)名是場效應(yīng)管,是金屬-氧化物-半導(dǎo)體型場效應(yīng)管,屬于絕緣柵型。本文金譽(yù)半導(dǎo)體就結(jié)構(gòu)構(gòu)方面給大家進(jìn)行簡單的描述介紹。
首先,MOS管又可分為2種種類:N型和P型。如下圖所示:
解釋1:N型
以N型管為例子,2端為操縱端,稱之為“柵壓”;3端通常接地裝置,稱之為“源極”;源極工作電壓記作Vss,1線接正工作電壓,稱之為“漏極”,漏極工作電壓記作VDD。使得1端與3端導(dǎo)通,柵壓2上應(yīng)加高電平。
解釋2:P型
P型和N型相反,大家可以依據(jù)此圖理解P型都是反過來的。因此,不難理解,n型的如圖在柵極加正壓會導(dǎo)致導(dǎo)通,而p型的相反。對P型管,柵壓、源極、漏極各自為5端、4端、6端。使得4端與6端導(dǎo)通,柵壓5得加低電平。
在CMOS加工工藝做成的邏輯性元器件或單片機(jī)設(shè)計(jì)中,N型管與P型管通常是成對發(fā)生的。與此同時(shí)發(fā)生的這兩個(gè)CMOS管,無論怎樣,只需一只關(guān)斷,另一只則不導(dǎo)通(即“截至”或“關(guān)閉”),因此稱之為“相輔相成型CMOS管”。
解釋3:溝道
上面圖中,下邊的p型中間一個(gè)窄長條就是溝道,使得左右兩塊P型極連在一起,所以mos管導(dǎo)通后是電阻特性,因此它的一個(gè)重要參數(shù)就是導(dǎo)通電阻,選用mos管必須清楚這個(gè)參數(shù)是否符合需求。
其結(jié)構(gòu)示意圖:
解釋4:金屬氧化物膜
圖中有指示,這個(gè)膜是絕緣的,用來電氣隔離,使得柵極只能形成電場,不能通過直流電,因此是用電壓控制的。在直流電氣上,柵極和源漏極是斷路。不難理解,這個(gè)膜越薄,電場作用越好、坎壓越小、相同柵極電壓時(shí)導(dǎo)通能力越強(qiáng)。壞處是:越容易擊穿、工藝制作難度越大而價(jià)格越貴。
解釋5:左右對稱
圖示左右是對稱的,難免會有人問怎么區(qū)分源極和漏極呢?其實(shí)原理上,源極和漏極確實(shí)是對稱的,是不區(qū)分的。但在實(shí)際應(yīng)用中,廠家一般在源極和漏極之間連接一個(gè)二極管,起保護(hù)作用,正是這個(gè)二極管決定了源極和漏極,這樣,封裝也就固定了,便于實(shí)用。
最后我們來講講原理和實(shí)物的區(qū)別,書面上我們通??吹降亩际窃韴D,實(shí)際的元件增加了源-漏之間跨接的保護(hù)二極管,來區(qū)分源極和漏極。實(shí)際中,p型的襯底是接正電源的,使得柵極預(yù)先成為相對負(fù)電壓,因此p型的管子,柵極不用加負(fù)電壓了,接地就能保證導(dǎo)通。相當(dāng)于預(yù)先形成了不能導(dǎo)通的溝道,嚴(yán)格講應(yīng)該是耗盡型了。好處是明顯的,應(yīng)用時(shí)拋開了負(fù)電壓。