MOSFET的工作原理和主要參數(shù)

本文主要給大家介紹MOSFET的工作原理和主要參數(shù)。

一、MOSFET 簡介

MOSFET英文全稱是 Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，中文全稱是金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管。有N通道MOSFET（耗盡型和增強(qiáng)型）和P通道MOSFET（耗盡型和增強(qiáng)型）。

MOS由金屬層（M）、氧化物層（O）和半導(dǎo)體層（S）三部分組成。其中，金屬層作為柵極（G），氧化物層作為絕緣層，半導(dǎo)體層則構(gòu)成了源極（S）和漏極（D）。MOS的工作原理基于半導(dǎo)體材料中載流子的輸運(yùn)和場效應(yīng)，通過控制柵極電壓來改變半導(dǎo)體表面的電場分布，從而調(diào)制源極和漏極之間的電流。

當(dāng)柵極與源極之間施加電壓時(shí)，會(huì)在柵極下方的半導(dǎo)體表面形成一個(gè)電場。這個(gè)電場會(huì)改變半導(dǎo)體表面的電荷分布，從而影響源極和漏極之間的電流。通過調(diào)節(jié)MOS的柵極電壓，可以控制電流在源極和漏極之間的通斷狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)開關(guān)和放大等功能。

MOS器件通常具有低導(dǎo)通電阻、低功耗、開關(guān)速度非常快、工作溫度范圍寬、高可靠性等特點(diǎn)，在在信號(hào)傳輸和處理上具有強(qiáng)大的作用。

二、MOSFET 的主要參數(shù)

1、ID：最大漏源電流

它是指場效應(yīng)管正常工作時(shí)，漏源間所允許通過的最大電流，場效應(yīng)管的工作電流不應(yīng)超過ID。

2、IDM：最大脈沖漏源電流

此參數(shù)會(huì)隨結(jié)溫度的上升而有所減額。

3、VGS：最大柵源電壓

VGS額定電壓是柵源兩極間可以施加的最大電壓，主要目的是防止電壓過高導(dǎo)致的柵氧化層損傷。

4、V(BR)DSS：漏源擊穿電壓

它是指柵源電壓VGS為0時(shí)，場效應(yīng)管正常工作所能承受的最大漏源電壓。這是一項(xiàng)極限參數(shù)，加在場效應(yīng)管上的工作電壓必須小于V(BR)DSS。它具有正溫度特性。

5、RDS(on)

在特定的VGS（一般為10V）、結(jié)溫及漏極電流的條件下，MOSFET導(dǎo)通時(shí)漏源間的最大阻抗。它是一個(gè)非常重要的參數(shù)，決定了MOSFET導(dǎo)通時(shí)的消耗功率。此參數(shù)一般會(huì)隨結(jié)溫度的上升而有所增大。故應(yīng)以此參數(shù)在最高工作結(jié)溫條件下的值作為損耗及壓降計(jì)算。

6、VGS(th)：開啟電壓（閥值電壓）

當(dāng)外加?xùn)艠O控制電壓VGS超過VGS(th)時(shí)，漏區(qū)和源區(qū)的表面反型層形成了連接的溝道。此參數(shù)一般會(huì)隨結(jié)溫度的上升而有所降低。

7、PD：最大耗散功率

它是指場效應(yīng)管性能不變壞時(shí)所允許的最大漏源耗散功率。使用時(shí)，場效應(yīng)管實(shí)際功耗應(yīng)小于PDSM并留有一定余量。此參數(shù)一般會(huì)隨結(jié)溫度的上升而有所減額。

8、Tj：最大工作結(jié)溫

通常為150℃或175℃，器件設(shè)計(jì)的工作條件下須確應(yīng)避免超過這個(gè)溫度，并留有一定裕量。