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　　MOS管學名是場效應管，是金屬-氧化物-半導體型場效應管，英文：MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)，屬于絕緣柵型。本文就結構構造、特點、實用電路等幾個方面用工程師的話簡單描述。

　　其結構示意圖：

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　　解釋1：溝道

　　上面圖中，下邊的p型中間一個窄長條就是溝道，使得左右兩塊P型極連在一起，因此mos管導通后是電阻特性，因此它的一個重要參數就是導通電阻，選用mos管必須清楚這個參數是否符合需求。

　　解釋2：n型

　　上圖表示的是p型mos管，讀者可以依據此圖理解n型的，都是反過來即可。因此，不難理解，n型的如圖在柵極加正壓會導致導通，而p型的相反。

　　解釋3：增強型

　　相對于耗盡型，增強型是通過“加厚”導電溝道的厚度來導通，如圖。柵極電壓越低，則p型源、漏極的正離子就越靠近中間，n襯底的負離子就越遠離柵極，柵極電壓達到一個值，叫閥值或坎壓時，由p型游離出來的正離子連在一起，形成通道，就是圖示效果。因此，容易理解，柵極電壓必須低到一定程度才能導通，電壓越低，通道越厚，導通電阻越小。由于電場的強度與距離平方成正比，因此，電場強到一定程度之后，電壓下降引起的溝道加厚就不明顯了，也是因為n型負離子的“退讓”是越來越難的。耗盡型的是事先做出一個導通層，用柵極來加厚或者減薄來控制源漏的導通。但這種管子一般不生產，在市面基本見不到。所以，大家平時說mos管，就默認是增強型的。

　　解釋4：左右對稱

　　圖示左右是對稱的，難免會有人問怎么區分源極和漏極呢?其實原理上，源極和漏極確實是對稱的，是不區分的。但在實際應用中，廠家一般在源極和漏極之間連接一個二極管，起保護作用，正是這個二極管決定了源極和漏極，這樣，封裝也就固定了，便于實用。我的老師年輕時用過不帶二極管的mos管。非常容易被靜電擊穿，平時要放在鐵質罐子里，它的源極和漏極就是隨便接。

　　解釋5：金屬氧化物膜

　　圖中有指示，這個膜是絕緣的，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，這個膜越薄：電場作用越好、坎壓越小、相同柵極電壓時導通能力越強。壞處是：越容易擊穿、工藝制作難度越大而價格越貴。例如導通電阻在歐姆級的，1角人民幣左右買一個，而2402等在十毫歐級的，要2元多(批量買。零售是4元左右)。

　　解釋6：與實物的區別

　　上圖僅僅是原理性的，實際的元件增加了源-漏之間跨接的保護二極管，從而區分了源極和漏極。實際的元件，p型的，襯底是接正電源的，使得柵極預先成為相對負電壓，因此p型的管子，柵極不用加負電壓了，接地就能保證導通。相當于預先形成了不能導通的溝道，嚴格講應該是耗盡型了。好處是明顯的，應用時拋開了負電壓。

　　解釋7：寄生電容

　　上圖的柵極通過金屬氧化物與襯底形成一個電容，越是高品質的mos，膜越薄，寄生電容越大，經常mos管的寄生電容達到nF級。這個參數是mos管選擇時至關重要的參數之一，必須考慮清楚。Mos管用于控制大電流通斷，經常被要求數十K乃至數M的開關頻率，在這種用途中，柵極信號具有交流特征，頻率越高，交流成分越大，寄生電容就能通過交流電流的形式通過電流，形成柵極電流。消耗的電能、產生的熱量不可忽視，甚至成為主要問題。為了追求高速，需要強大的柵極驅動，也是這個道理。試想，弱驅動信號瞬間變為高電平，但是為了“灌滿”寄生電容需要時間，就會產生上升沿變緩，對開關頻率形成重大威脅直至不能工作。

　　解釋8：如何工作在放大區

　　Mos管也能工作在放大區，而且很常見。做鏡像電流源、運放、反饋控制等，都是利用mos管工作在放大區，由于mos管的特性，當溝道處于似通非通時，柵極電壓直接影響溝道的導電能力，呈現一定的線性關系。由于柵極與源漏隔離，因此其輸入阻抗可視為無窮大，當然，隨頻率增加阻抗就越來越小，一定頻率時，就變得不可忽視。這個高阻抗特點被廣泛用于運放，運放分析的虛連、虛斷兩個重要原則就是基于這個特點。這是三極管不可比擬的。

　　解釋9：發熱原因

　　Mos管發熱，主要原因之一是寄生電容在頻繁開啟關閉時，顯現交流特性而具有阻抗，形成電流。有電流就有發熱，并非電場型的就沒有電流。另一個原因是當柵極電壓爬升緩慢時，導通狀態要“路過”一個由關閉到導通的臨界點，這時，導通電阻很大，發熱比較厲害。第三個原因是導通后，溝道有電阻，過主電流，形成發熱。主要考慮的發熱是第1和第3點。許多mos管具有結溫過高保護，所謂結溫就是金屬氧化膜下面的溝道區域溫度，一般是150攝氏度。超過此溫度，mos管不可能導通。溫度下降就恢復。要注意這種保護狀態的后果。

　　但愿上述描述能通俗的理解mos管，下面說說幾個約定俗成電路：

　　1：pmos應用

　　一般用于管理電源的通斷，屬于無觸點開關，柵極低電平就完全導通，高電平就完全截止。而且，柵極可以加高過電源的電壓，意味著可以用5v信號管理3v電源的開關，這個原理也用于電平轉換。

　　2：nmos管應用

　　一般用于管理某電路是否接地，屬于無觸點開關，柵極高電平就導通導致接地，低電平截止。當然柵極也可以用負電壓截止，但這個好處沒什么意義。其高電平可以高過被控制部分的電源，因為柵極是隔離的。因此可以用5v信號控制3v系統的某處是否接地，這個原理也用于電平轉換。

　　3：放大區應用

　　工作于放大區，一般用來設計反饋電路，需要的專業知識比較多，類似運放，這里無法細說。常用做鏡像電流源、電流反饋、電壓反饋等。至于運放的集成應用，我們其實不用關注。人家都做好了，看好datasheet就可以了，不用按mos管方式去考慮導通電阻和寄生電容。