PO之間N型半導(dǎo)體的形成，MOSFET特性

MOSFET

MOSFET全稱為金屬物半導(dǎo)體場效應(yīng)管。

當(dāng)我們在GB之間加一個正電壓以后，便會在P區(qū)和O區(qū)之間形成N型半導(dǎo)體，從而使得SD導(dǎo)通；當(dāng)GB沒有電壓PO之間的N區(qū)就會消失，使得SD斷開。

那么MOSFET的關(guān)鍵點(diǎn)在于PO之間N型半導(dǎo)體的形成與消失。

PO之間N型半導(dǎo)體的形成

如下圖所示：

金屬中存在大量的電子載流子，而SiO2中間不存在載流子，氧化物中不存在載流子。而P型半導(dǎo)體中存在大量的空穴，當(dāng)在電源所形成的電場作用下，使得金屬與SiO2之間聚集著大量的正離子。

由于中間有氧化物進(jìn)行阻隔，電子無法穿行移動，這樣沒有載流子的移動它始終是一個平衡穩(wěn)定的系統(tǒng)。

但是P型半導(dǎo)體中的空穴往下移動，OP之間的電子濃度也會上升，當(dāng)GB之間達(dá)到一定的電壓以后，使得電子濃度高于空穴濃度，如右側(cè)載流子濃度圖所示，這樣就形成了N型半導(dǎo)體，從而把兩MOSFET兩端的N型半導(dǎo)體連接了起來，最終便實(shí)現(xiàn)MOSFET的場效應(yīng)導(dǎo)通關(guān)斷功能。

實(shí)際應(yīng)用

在實(shí)際使用的MOSFET功率器件中，其實(shí)只有三個引腳G、S、D，其中SB之間是直連的，如下圖所示。

而這樣的MOSFET是一種雙向結(jié)構(gòu)，如果S腳為正壓，D腳為負(fù)壓，這樣MOSFET是一直導(dǎo)通的且存在兩條電流通路，分別是I1和I2，如下圖所示；而只有當(dāng)S為負(fù)，D為正才會受到GS的控制。

那為什么不留出4個引腳來進(jìn)行使用呢？

前面我們介紹晶體管的時候三極管的導(dǎo)通過程存儲著大量的載流子，如果需要快速關(guān)斷就需要短時間內(nèi)清除大量的載流子，從而影響關(guān)斷速度。

而MOSFET內(nèi)部是有寄生的三極管結(jié)構(gòu)的，通過短路SB就能把寄生的三極管結(jié)構(gòu)屏蔽掉，這樣N溝道通過的電流就能夠快速的通斷。

雖然獲得了更快的關(guān)斷速度，可是MOSFET變成了單向全控器件，所以其符號一般，反向的二極管表示反向直通，如下圖所示：

MOSFET特性

和晶體管、晶閘管一樣，MOSFET其實(shí)也是一種壓控器件，但我們一般把晶閘管和晶體管稱為流控器件，而且從原理上來看，GS電壓越高，N溝道越寬，電阻越小，電流越大。

左邊線性放大區(qū)域，隨著Vgs電壓的逐步上升Vds越大，Id越大，幾乎就是類似于歐姆定理。

而到了飽和區(qū)域Id不再隨Vds電壓的變化而變化，其主要的原因是場效應(yīng)區(qū)域存在壓降，使得溝道一邊封死，最終大部分壓降都落在了PN節(jié)上，所以Id受限。

MOSFET的開通關(guān)斷速度都極快，相比前面介紹的功率器件，控制方法也是更為的簡單，其不是以PN正反偏來進(jìn)行導(dǎo)通關(guān)斷的。

所以根據(jù)PN節(jié)的多少，來判斷功率器件的導(dǎo)通速度，MOSFET》二極管》晶體管》晶閘管。

當(dāng)然還有一些MOSFET的參數(shù)，可以通過對應(yīng)器件的規(guī)格書進(jìn)行選型，留好余量即可！
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