MOS管工作原理是什么？如何代替電源正極串聯(lián)二極管

以下內(nèi)容中，小編將對(duì)MOS管的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行著重介紹和闡述，希望本文能幫您增進(jìn)對(duì)MOS管的了解，和小編一起來(lái)看看吧。

一、MOS 管的工作原理

隨著社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，MOS管在電子行業(yè)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，作為能夠研發(fā)生產(chǎn)碳化硅SiC產(chǎn)品的“碳化硅專(zhuān)家”，必須來(lái)科普一下這方面的知識(shí)。

從上圖（a）可以看出，增強(qiáng)型MOS管的漏極D和源極S之間有兩個(gè)背靠背的PN結(jié)。當(dāng)柵-源電壓VGS=0 時(shí)，即使加上漏-源電壓VDS，總有一個(gè)PN結(jié)處于反偏狀態(tài)，漏-源極間沒(méi)有導(dǎo)電溝道（沒(méi)有電流流過(guò)），所以這時(shí)漏極電流ID=0。此時(shí)若在柵-源極間加上正向電壓，上圖(b)所示，即VGS＞0，則柵極和硅襯底之間的SiO2絕緣層中便產(chǎn)生一個(gè)柵極指向P型硅襯底的電場(chǎng)，由于氧化物層是絕緣的，柵極所加電壓 VGS無(wú)法形成電流，氧化物層的兩邊就形成了一個(gè)電容，VGS等效是對(duì)這個(gè)電容充電，并形成一個(gè)電場(chǎng)，隨著VGS逐漸升高，受柵極正電壓的吸引，在這個(gè)電容的另一邊就聚集大量的電子并形成了一個(gè)從漏極到源極的N型導(dǎo)電溝道，當(dāng)VGS大于管子的開(kāi)啟電壓VT（一般約為2V）時(shí)，N溝道管開(kāi)始導(dǎo)通，形成漏極電流ID，我們把開(kāi)始形成溝道時(shí)的柵-源極電壓稱(chēng)為開(kāi)啟電壓，一般用VT表示?？刂茤艠O電壓VGS的大小改變了電場(chǎng)的強(qiáng)弱，就可以達(dá)到控制漏極電流 ID的大小的目的，這也是MOS管用電場(chǎng)來(lái)控制電流的一個(gè)重要特點(diǎn)，所以也稱(chēng)之為場(chǎng)效應(yīng)管。

二、代替電源正極串聯(lián)二極管的設(shè)計(jì)方法

MOS管防反接電路其功能和二極管防反接電路一樣，其目的都是防止電源的正負(fù)輸入端接反而導(dǎo)致負(fù)載電路燒毀等意外情況發(fā)生。

MOS管防反接電路相比二極管防反接電路最大的優(yōu)勢(shì)是幾乎零壓降，二極管的壓降一般都0.5V~1V左右，但是MOS管就不一樣了，MOS管的內(nèi)阻很小，小的只有幾mΩ。   假如5mΩ的內(nèi)阻，經(jīng)過(guò)1A的電流壓降只有5mV，10A電流壓降也才50mV。

其缺點(diǎn)是成本高、電路略復(fù)雜。二極管防反接其電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，只需串聯(lián)一個(gè)二極管即可，成本也低，缺點(diǎn)是壓降大，即使幾十mA的小電流二極管的壓降也有0.4V~0.6V左右，使用MOS管其壓降能做到1mV以下，相差好幾個(gè)數(shù)量級(jí)。

如下圖左側(cè)為常見(jiàn)的電源正輸入端正向串聯(lián)一個(gè)二極管用于防止電源反接，這是利用二極管的單向?qū)ㄌ匦裕ㄕ驅(qū)?，反向截止）?  圖右側(cè)為相應(yīng)的MOS管防反接電路設(shè)計(jì)，采用P溝道的MOS管（P-MOS管）代替二極管。請(qǐng)注意P-MOS管D極和S極的方向，接錯(cuò)起不到防反作用。

防反接原理分析：當(dāng)電源正負(fù)極輸入正常時(shí)，電源正極經(jīng)過(guò)MOS管Q1后正電壓通過(guò)寄生二極管D1從漏極（D）流向源極（S），此瞬間電路板有有相應(yīng)電源，只是有二極管壓降約0.7V，控制極G極串聯(lián)電阻后接到電源負(fù)極。

G極和S極之間有相應(yīng)的壓差，VGS=-（VCC-0.7）,P-MOS管導(dǎo)通，電流從MOS管流過(guò)，壓降減小。 也就是說(shuō)，上電瞬間，電流先從寄生二極管D1流過(guò)，此時(shí)壓降較大，電流經(jīng)過(guò)P-MOS管的S極之后，P-MOS管導(dǎo)通，電流從MOS管經(jīng)過(guò)，壓降變小。 當(dāng)電源正負(fù)極反接時(shí)，P-MOS管的G極為正電壓，MOS管截止，其寄生二極管D1也截止，S極也為正電壓，無(wú)法觸發(fā)P-MOS管導(dǎo)通，因此起到防反接作用。

以上就是小編這次想要和大家分享的有關(guān)MOS管的內(nèi)容，希望大家對(duì)本次分享的內(nèi)容已經(jīng)具有一定的了解。如果您想要看不同類(lèi)別的文章，可以在網(wǎng)頁(yè)頂部選擇相應(yīng)的頻道哦。