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8脚mos管

MOSFET芯(xin)片在(zai)制作(zuo)完成之后,需要给MOSFET芯(xin)片加(jia)上(shang)一个外(wai)壳(qiao),即MOS管(guan)(guan)封装。MOSFET芯(xin)片的(de)(de)(de)(de)外(wai)壳(qiao)具有支撑、保护(hu)、冷却(que)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong),同时还为芯(xin)片提供(gong)电(dian)气(qi)连(lian)接和隔离,以便MOSFET器(qi)件与其它元(yuan)件构成完整的(de)(de)(de)(de)电(dian)路。按照安装在(zai)PCB 方式(shi)来区分(fen),MOS管(guan)(guan)封装主要有两大类:插入(ru)(ru)式(shi)(Through Hole)和表(biao)面贴装式(shi)(Surface Mount)。插入(ru)(ru)式(shi)就是MOSFET的(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)脚穿(chuan)过PCB的(de)(de)(de)(de)安装孔焊(han)接在(zai)PCB 上(shang)。表(biao)面贴裝则(ze)是MOSFET的(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)脚及散热法(fa)兰焊(han)接在(zai)PCB表(biao)面的(de)(de)(de)(de)焊(han)盘上(shang)。

8脚mos管工作原理-8脚mos管引脚图

8脚mos管引脚图说(shuo)明：

1．在“类型(xing)或主要功能”一列中，“P”内含一只(zhi)单(dan)P沟道场(chang)效应(ying)管(guan)，内部电(dian)路如(ru)(ru)图所示(shi)(shi)；“N”表示(shi)(shi)内含一只(zhi)单(dan)N沟道场(chang)效应(ying)管(guan)，内部电(dian)路如(ru)(ru)图3所示(shi)(shi)；“P+N”表示(shi)(shi)内含P、N沟道场(chang)效应(ying)管(guan)各(ge)一只(zhi)，内部电(dian)路如(ru)(ru)图4所示(shi)(shi)。

2．对于“N+P”的MOS管的主要(yao)参数(shu)中(zhong)，前者为N沟道(dao)场效应(ying)管参数(shu)，后者为P沟道(dao)场效应(ying)管参数(shu)。

3．场效应(ying)管的主(zhu)要(yao)参数为耐压／最(zui)大电(dian)流／最(zui)大功率；降压转换器的主(zhu)要(yao)参数为输出最(zui)大电(dian)流、输入最(zui)高(gao)电(dian)压、内置振荡(dang)器频率。

典型8脚mos管引脚图-SOP封装

SOP（Small Out-Line Package）的(de)中文意思是“小外形(xing)封(feng)(feng)装”。SOP是表(biao)面贴(tie)装型封(feng)(feng)装之一，引脚(jiao)从封(feng)(feng)装两侧(ce)引出呈海(hai)鸥(ou)翼状（L 字形(xing)）。材料(liao)有(you)(you)塑料(liao)和(he)陶瓷两种(zhong)。SOP也(ye)叫SOL 和(he)DFP。SOP封(feng)(feng)装标准有(you)(you)SOP-8、SOP-16、SOP-20、SOP-28等等，SOP后(hou)面的(de)数字表(biao)示引脚(jiao)数。MOSFET的(de)SOP封(feng)(feng)装多(duo)数采(cai)用(yong)SOP-8规格，业界(jie)往往把“P”省略，叫SO（Small Out-Line ）。

SOP-8采(cai)用(yong)塑料封装，没有散热底板，散热不良，一般(ban)用(yong)于(yu)小功率MOSFET。

SOP-8是PHILIP公司首先开发的，以后(hou)逐渐派生出TSOP（薄(bo)小外(wai)形封(feng)(feng)(feng)装(zhuang)）、VSOP（甚小外(wai)形封(feng)(feng)(feng)装(zhuang)）、SSOP（缩(suo)小型SOP）、TSSOP（薄(bo)的缩(suo)小型SOP）等标(biao)准规格(ge)。这(zhei)些派生的几种封(feng)(feng)(feng)装(zhuang)规格(ge)中，TSOP和(he)TSSOP常用于MOSFET封(feng)(feng)(feng)装(zhuang)。

8脚mos管工作原理

8脚mos管工作原理及表示符号

根据导通沟道(dao)(dao)的(de)(de)载流子(zi)性质MOS管(guan)可(ke)分(fen)为(wei)NMOS管(guan)（即N沟道(dao)(dao)MOS管(guan)）与PMOS管(guan)（即P沟道(dao)(dao)MOS管(guan)）。NMOS管(guan)是(shi)指其(qi)导电(dian)沟道(dao)(dao)中(zhong)的(de)(de)导电(dian)电(dian)荷为(wei)电(dian)子(zi)，而(er)PMOS管(guan)则是(shi)指其(qi)导电(dian)沟道(dao)(dao)中(zhong)的(de)(de)导电(dian)电(dian)荷为(wei)空穴。

根(gen)据沟道(dao)的(de)导(dao)通条件（MOS管的(de)栅(zha)(zha)／源(yuan)电(dian)压(ya)VGS为0时(shi)是否存在(zai)(zai)导(dao)通沟道(dao)）MOS管又可分为增强(qiang)型(xing)MOS管与耗尽型(xing)MOS管两类：增强(qiang)型(xing)MOS管足(zu)指(zhi)在(zai)(zai)MOS管的(de)栅(zha)(zha)/源(yuan)电(dian)压(ya)VGS为0时(shi)没有导(dao)电(dian)沟道(dao)，而必须依靠栅(zha)(zha)／源(yuan)电(dian)压(ya)的(de)作用，才能形成感生沟道(dao)的(de)MOS管；耗尽型(xing)

MOS管(guan)则是(shi)指(zhi)即使(shi)在MOS管(guan)栅／源(yuan)电压VGS为0时也存在导(dao)电沟道(dao)的(de)(de)MOS管(guan)。这两类(lei)MOS管(guan)的(de)(de)基(ji)本(ben)工作原理一致，都(dou)是(shi)利用(yong)栅／源(yuan)电压的(de)(de)大小来改变半导(dao)体(ti)表面感生电荷的(de)(de)多少(shao)，从(cong)而控制漏极电流的(de)(de)大小。所以(yi)MOS管(guan)可以(yi)分(fen)为四类(lei)：增强型(xing)NMOS管(guan)、耗(hao)尽型(xing)NMOS管(guan)、增强型(xing)PMOS管(guan)及耗(hao)尽型(xing)PMOS管(guan)。

下面以增强型(xing)NMOS管与耗尽型(xing)NMOS管为例说明MOS管的工作原理(li)。

1．增强型NMOS管的工作原理

当(dang) NMOS管(guan)的(de)栅极(ji)与源(yuan)(yuan)(yuan)极(ji)短(duan)接(jie)(jie)（即NMOS管(guan)的(de)栅／源(yuan)(yuan)(yuan)电(dian)(dian)(dian)压VGS=O）时，源(yuan)(yuan)(yuan)区(qu)（N+型）、衬(chen)底(di)（P型）和漏区(qu)（N+型）形成两个背靠背的(de)PN结(jie)，不管(guan)NMOS管(guan)的(de)漏／源(yuan)(yuan)(yuan)电(dian)(dian)(dian)压VDS的(de)极(ji)性如(ru)(ru)何，其中(zhong)总有一(yi)个PN结(jie)是反偏的(de)，所(suo)以NMOS管(guan)源(yuan)(yuan)(yuan)极(ji)与漏极(ji)之(zhi)(zhi)间的(de)电(dian)(dian)(dian)阻主要为(wei)PN结(jie)的(de)反偏电(dian)(dian)(dian)阻，基本无电(dian)(dian)(dian)流(liu)流(liu)过，即NMOS管(guan)的(de)漏极(ji)电(dian)(dian)(dian)流(liu)ID为(wei)0。例如(ru)(ru)，如(ru)(ru)果NMOS管(guan)的(de)源(yuan)(yuan)(yuan)极(ji)s与衬(chen)底(di)相连，并接(jie)(jie)到(dao)系统的(de)最低电(dian)(dian)(dian)位(wei)，而漏极(ji)接(jie)(jie)电(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)正极(ji)时，漏极(ji)和衬(chen)底(di)之(zhi)(zhi)间的(de)PN结(jie)是反偏的(de)，此时漏／源(yuan)(yuan)(yuan)之(zhi)(zhi)间的(de)电(dian)(dian)(dian)阻很大，没(mei)有形成导电(dian)(dian)(dian)沟(gou)道。

若(ruo)在NMOS管的(de)(de)(de)栅(zha)(zha)／源(yuan)之间(jian)加l正(zheng)向(xiang)电压VGS（即NMOS管的(de)(de)(de)栅(zha)(zha)极(ji)(ji)接高电位，源(yuan)极(ji)(ji)接低(di)电位），则栅(zha)(zha)极(ji)(ji)和(he)P型(xing)(xing)衬(chen)底之间(jian)就(jiu)形(xing)(xing)成了以栅(zha)(zha)氧(yang)（即二氧(yang)化硅(gui)）为介质的(de)(de)(de)平板(ban)电容器(qi)。在正(zheng)的(de)(de)(de)栅(zha)(zha)／源(yuan)电压作(zuo)(zuo)用下，介质中产生了一个(ge)(ge)垂直于硅(gui)片表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)由(you)栅(zha)(zha)极(ji)(ji)指向(xiang)P型(xing)(xing)衬(chen)底的(de)(de)(de)强电场(chang)（由(you)于绝缘层(ceng)(ceng)很薄(bo)(bo)，即使(shi)(shi)只(zhi)有几伏的(de)(de)(de)栅(zha)(zha)／源(yuan)电压VGS，也可产生高达lO5-lO6V/cm数(shu)量的(de)(de)(de)强电场(chang)），这(zhei)个(ge)(ge)强电场(chang)会排斥衬(chen)底表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)空穴而吸(xi)引电子(zi)(zi)，因(yin)此(ci)，使(shi)(shi)NMOS管栅(zha)(zha)极(ji)(ji)附近(jin)的(de)(de)(de)P型(xing)(xing)衬(chen)底中的(de)(de)(de)空穴被(bei)排斥，留下不能移动的(de)(de)(de)受主离子(zi)(zi)（负(fu)离子(zi)(zi)），形(xing)(xing)成了耗(hao)尽层(ceng)(ceng)，同(tong)时P型(xing)(xing)衬(chen)底中的(de)(de)(de)少子(zi)(zi)（电子(zi)(zi)）被(bei)吸(xi)引P衬(chen)底表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)，如(ru)图1.3(a)所示。当正(zheng)的(de)(de)(de)栅(zha)(zha)／源(yuan)电压达到一定数(shu)值时，这(zhei)些(xie)电子(zi)(zi)在栅(zha)(zha)极(ji)(ji)附近(jin)的(de)(de)(de)P型(xing)(xing)硅(gui)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)便形(xing)(xing)成了一个(ge)(ge)N型(xing)(xing)薄(bo)(bo)层(ceng)(ceng)，通(tong)常(chang)把这(zhei)个(ge)(ge)在P型(xing)(xing)硅(gui)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)形(xing)(xing)成的(de)(de)(de)N型(xing)(xing)薄(bo)(bo)层(ceng)(ceng)称为反型(xing)(xing)层(ceng)(ceng)，这(zhei)个(ge)(ge)反型(xing)(xing)层(ceng)(ceng)实际(ji)上就(jiu)构成厂源(yuan)极(ji)(ji)和(he)漏极(ji)(ji)间(jian)的(de)(de)(de)N型(xing)(xing)导电沟道，如(ru)图1.3(b)所示。由(you)于它(ta)是(shi)栅(zha)(zha)／源(yuan)正(zheng)电压感(gan)应产生的(de)(de)(de)，所以也称感(gan)生沟道。显然(ran)，栅(zha)(zha)／源(yuan)电压VGS正(zheng)得越(yue)多，则作(zuo)(zuo)用于半导体(ti)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)电场(chang)就(jiu)越(yue)强，吸(xi)引到P型(xing)(xing)硅(gui)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)电子(zi)(zi)就(jiu)越(yue)多，感(gan)应沟道（反型(xing)(xing)层(ceng)(ceng)）将越(yue)厚，沟道电阻将越(yue)小。

感应沟道形成(cheng)后(hou)，原来被(bei)P型(xing)衬底(di)隔开的两个N+型(xing)区(qu)（源(yuan)区(qu)和(he)漏区(qu)）就通过(guo)感应沟道连接生一起。因此，在正的漏／源(yuan)电(dian)压(ya)作(zuo)用下，电(dian)子(zi)将从(cong)源(yuan)区(qu)流向漏区(qu)，产生了(le)漏极电(dian)流ID。一般把生漏/源(yuan)电(dian)压(ya)作(zuo)用下开始导电(dian)时的栅/源(yuan)电(dian)压(ya)叫(jiao)做NMOS管(guan)阈值电(dian)压(ya)（或开启电(dian)压(ya)）Vth。

当NMOS管(guan)(guan)的(de)栅／源(yuan)电(dian)压(ya)VGS大(da)丁等于Vth时，外加较小的(de)漏／源(yuan)电(dian)压(ya)VDS时，漏极(ji)(ji)电(dian)流ID将随VDS上升迅速增大(da)，此(ci)时为线性区(qu)（也可称(cheng)为三极(ji)(ji)管(guan)(guan)区(qu)），但(dan)由于沟(gou)(gou)道(dao)(dao)存在电(dian)位(wei)梯度(du)，即(ji)NMOS管(guan)(guan)的(de)栅极(ji)(ji)与沟(gou)(gou)道(dao)(dao)间的(de)电(dian)位(wei)差从漏极(ji)(ji)到源(yuan)极(ji)(ji)逐步增大(da)，凶此(ci)所(suo)形成的(de)沟(gou)(gou)道(dao)(dao)厚度(du)是不均匀的(de)，靠近(jin)源(yuan)端的(de)沟(gou)(gou)道(dao)(dao)厚，而靠近(jin)漏端的(de)沟(gou)(gou)道(dao)(dao)薄(bo)。

当VDS增(zeng)大到一定数值，即(ji)VGD=Vth时(shi)(shi)，靠近漏(lou)(lou)端(duan)的(de)沟道厚度接(jie)近为(wei)0，即(ji)感应(ying)沟道在漏(lou)(lou)端(duan)被(bei)(bei)夹(jia)断(duan)，如图(tu)1.3(c)所示；VDS继续增(zeng)加，将形成一夹(jia)断(duan)区(qu)，且夹(jia)断(duan)点向源(yuan)极靠近，如图(tu)1.3(d)所示。沟道被(bei)(bei)夹(jia)断(duan)后，VDS上升(sheng)时(shi)(shi)，其增(zeng)加的(de)电(dian)(dian)压(ya)基(ji)本上加在沟道厚度为(wei)零的(de)耗尽区(qu)上，而(er)沟道两端(duan)的(de)电(dian)(dian)压(ya)保持不变，所以ID趋于(yu)饱和而(er)不再增(zeng)加，此(ci)时(shi)(shi)NMOS管(guan)工作在饱和区(qu)，在模拟集成电(dian)(dian)路中饱和区(qu)是(shi)NMOS管(guan)的(de)主要(yao)工作区(qu)。要(yao)注意，此(ci)时(shi)(shi)沟道虽产(chan)生了(le)灾断(duan)，但由于(yu)漏(lou)(lou)极与沟道之(zhi)间存在强电(dian)(dian)场(chang)，电(dian)(dian)子在该电(dian)(dian)场(chang)作用(yong)下(xia)被(bei)(bei)吸收到漏(lou)(lou)区(qu)而(er)形成了(le)从源(yuan)区(qu)到漏(lou)(lou)区(qu)的(de)电(dian)(dian)流(liu)。

图 1.3

另外，当VGS增(zeng)加时，由于感应沟(gou)道变厚(hou)，沟(gou)道电(dian)阻减小，饱(bao)和漏极(ji)电(dian)流会相应增(zeng)大。

若(ruo)VDS大于某一击穿电(dian)(dian)压(ya)BVDS（二极管的反向(xiang)击穿电(dian)(dian)压(ya)），漏极与衬底之间的PN结(jie)发(fa)生(sheng)反向(xiang)击穿，ID将(jiang)急剧(ju)增加，进入雪崩区，漏极电(dian)(dian)流(liu)不经过沟道(dao)，而直接(jie)由漏极流(liu)入衬底。

注(zhu)意与双(shuang)极(ji)型晶体管相比，一(yi)个MOS管只要形成了导电(dian)沟道，即使(shi)在无(wu)电(dian)流流过(guo)时(shi)也可以(yi)认为是开通的(de)。

2．耗尽型NMOS管的工作原理

耗(hao)尽(jin)型(xing)NMOS管(guan)(guan)的(de)(de)(de)几(ji)何结(jie)构(gou)与增强型(xing)相同。但在(zai)(zai)(zai)制造时(shi)，在(zai)(zai)(zai)二(er)氧化硅绝缘(yuan)层中掺(chan)入(ru)大量(liang)的(de)(de)(de)正离子(zi)，根据电(dian)(dian)荷(he)感(gan)(gan)应(ying)(ying)原理(li)，即使(shi)(shi)在(zai)(zai)(zai)VGS=O时(shi)，由(you)于正离子(zi)的(de)(de)(de)作(zuo)用，在(zai)(zai)(zai)源(yuan)区(qu)和漏区(qu)之(zhi)间(jian)的(de)(de)(de)P型(xing)衬底上感(gan)(gan)应(ying)(ying)出较多的(de)(de)(de)负(fu)(fu)电(dian)(dian)荷(he)（电(dian)(dian)子(zi)），形成N型(xing)沟道，因此即使(shi)(shi)栅／源(yuan)电(dian)(dian)压为(wei)零(ling)时(shi)，在(zai)(zai)(zai)正的(de)(de)(de)VDS作(zuo)用下(xia)，也存(cun)在(zai)(zai)(zai)较大的(de)(de)(de)漏极电(dian)(dian)流ID。如果(guo)所加的(de)(de)(de)栅／源(yuan)电(dian)(dian)压VGS为(wei)负(fu)(fu)，则会(hui)使(shi)(shi)沟道中感(gan)(gan)应(ying)(ying)的(de)(de)(de)负(fu)(fu)，U荷(he)减少，从而使(shi)(shi)漏极电(dian)(dian)流减小，所以称为(wei)耗(hao)尽(jin)型(xing)NMOS管(guan)(guan)，当栅／源(yuan)电(dian)(dian)胀(zhang)r。s更(geng)负(fu)(fu)时(shi)，则会(hui)使(shi)(shi)之(zhi)不能感(gan)(gan)应(ying)(ying)出负(fu)(fu)电(dian)(dian)荷(he)，因而不能形成感(gan)(gan)应(ying)(ying)沟道，此时(shi)的(de)(de)(de)栅／源(yuan)电(dian)(dian)压VGS称为(wei)耗(hao)尽(jin)型(xing)NMOS管(guan)(guan)的(de)(de)(de)关断电(dian)(dian)压。当VGS>O时(shi)，由(you)于绝缘(yuan)层的(de)(de)(de)存(cun)在(zai)(zai)(zai)，在(zai)(zai)(zai)沟道中感(gan)(gan)应(ying)(ying)出更(geng)多的(de)(de)(de)负(fu)(fu)电(dian)(dian)荷(he)，在(zai)(zai)(zai)VDS作(zuo)用下(xia)，将形成更(geng)人(ren)的(de)(de)(de)漏电(dian)(dian)流ID。

对于增(zeng)强型(xing)PMOS管(guan)(guan)(guan)(guan)与(yu)耗尽(jin)型(xing)PMOS管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)工作原现与(yu)N沟道(dao)(dao)MOS管(guan)(guan)(guan)(guan)相类似，不同之处在于：它所形(xing)成(cheng)的(de)是(shi)P沟道(dao)(dao)，且增(zeng)强型(xing)PMOS管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)阈值电压为负值，以便感(gan)应出(chu)正(zheng)电荷，形(xing)成(cheng)P沟道(dao)(dao)；耗尽(jin)型(xing)PMOS管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)关断(duan)电压为正(zheng)值。

由以(yi)上分析可(ke)(ke)知，与双极型晶体管(guan)不同，MOS管(guan)中参(can)与导(dao)电(dian)的只有一种(zhong)电(dian)荷(he)，即NMOS管(guan)参(can)与导(dao)电(dian)的是(shi)(shi)电(dian)子(zi)，而PMOS管(guan)参(can)与导(dao)电(dian)的是(shi)(shi)空八。MOS管(guan)的工作状态根据漏极电(dian)流的变化可(ke)(ke)大约分为(wei)(wei)三种(zhong)情(qing)况，即截(jie)止区（ID为(wei)(wei)o）、线(xian)性区（ID随VDS几乎线(xian)性变化）、饱和区(ID与VDS基本无关，保(bao)持不变)。

3．MOS管表示符号

NMOS管(guan)与(yu)PMOS管(guan)有很多种代表(biao)(biao)符(fu)号(hao)，但最(zui)具典型的符(fu)号(hao)如图1.4所(suo)示。图1·4(a)表(biao)(biao)示为四端器件，建议(yi)在模拟集成电路采(cai)用此类表(biao)(biao)示符(fu)号(hao)。

在(zai)大部分电路中，NMOS管(guan)与PMOS管(guan)的(de)衬底端(duan)一(yi)般分别接(jie)到地与电源，所以可用三端(duan)器件[如(ru)(ru)图1.4(b)所示]，即在(zai)集成电路中如(ru)(ru)采用图1.4(b)所示的(de)符号，则表示NMOS管(guan)与PMOS管(guan)的(de)衬底分别默认为接(jie)地与接(jie)电源。

另(ling)外(wai)，在NMOS路中，也常用如图1.4(c)所(suo)示的开关符(fu)(fu)号来描述。图1.4(d)所(suo)示的符(fu)(fu)号为耗尽型(xing)NMOS管和(he)PMOS管。

MOS管的作用是什么

MOS管(guan)(guan)对于(yu)整(zheng)个(ge)(ge)(ge)供电(dian)系(xi)统而言起着(zhe)稳压的作(zuo)用。目前板(ban)卡上所采用的MOS管(guan)(guan)并(bing)不(bu)是(shi)太多,一(yi)般(ban)有10个(ge)(ge)(ge)左(zuo)右,主(zhu)要原因是(shi)大(da)部(bu)分(fen)MOS管(guan)(guan)被(bei)整(zheng)合到IC芯片中去(qu)了(le)。由于(yu)MOS管(guan)(guan)主(zhu)要作(zuo)用是(shi)为配件提(ti)供稳定的电(dian)压,所以(yi)它一(yi)般(ban)使用在CPU、GPU 和插槽等附近(jin)。MOS管(guan)(guan)一(yi)般(ban)是(shi)以(yi)上下(xia)两个(ge)(ge)(ge)组成一(yi)组的形式(shi)出现板(ban)卡上。

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