N 沟道增强型 MOS 管(N-Channel Enhancement-Mode MOSFET)是一种常见的 MOSFET 类型,以下是关于它的详细介绍:
结构组成
- 衬底:采用低掺杂浓度的 P 型硅片作为衬底。
- 源极和漏极:在衬底上利用扩散工艺制作两个高掺杂浓度的 N+ 区,分别作为源极(Source)和漏极(Drain)。
- 栅极:在半导体表面覆盖一层很薄的二氧化硅(SiO₂)绝缘层,在漏 - 源极间的绝缘层上再装上一个铝电极,作为栅极(Gate)。
- 绝缘层:栅极与衬底之间有一层绝缘的氧化硅(SiO₂)层。
工作原理
- 无栅极电压时:源极和漏极之间不存在导电通道,电流无法流过。
- 施加正栅极电压时:当栅极与源极之间的电压(Vgs)大于阈值电压(Vgs(th))时,会在 P 型衬底表面形成一个 N 型导电通道,电流可以从源极流向漏极。
- 电流控制:通过调节栅极电压的大小,可以控制导电通道的电导率,进而控制流过 MOS 管的电流大小。
特性
- 高输入阻抗:由于栅极和半导体之间有绝缘层,栅极几乎不会吸收任何电流,因此具有非常高的输入阻抗。
- 开关特性:在数字电路中常用作开关,当 Vgs > Vgs(th) 时,MOS 管导通,相当于开关闭合;当 Vgs < Vgs(th) 时,MOS 管截止,相当于开关打开。
- 频率特性:高输入阻抗和快速的开关特性使其适合用于高频应用。
应用场景
- 开关电路:用于控制电路的通断,如在电源电路中作为开关元件。
- 放大器:利用其电流控制特性实现信号放大。
- 电压调节:在稳压电路中,通过调节栅极电压来控制输出电压。
- 电机控制:用于驱动电机,通过控制 MOS 管的导通和截止来实现电机的启停、调速等功能。
- 电流驱动:为负载提供稳定的电流