什么是MOSFET？MOSFET的應用電路

什么是P溝道MOSFET？

溝道主要由空穴形式的電荷載流子組成的 MOSFET 稱為 p 溝道 MOSFET。一旦該 MOSFET 被激活，大多數電荷載流子（如空穴）將在整個溝道中移動。該 MOSFET 與 N 溝道 MOSFET 不同，因為在 N MOSFET 中，大多數電荷載流子是電子。增強模式和耗盡模式下的P 溝道 MOSFET 符號如下所示。

P 溝道 MOSFET 包括一個 P 溝道區域，該區域布置在源極 (S) 和漏極 (D) 等兩個端子之間，而主體是 n 區域。與 N 溝道 MOSFET 類似，此類 MOSFET 也包括源極、漏極和柵極三個端子。此處，源極和漏極端子均采用 p 型材料重摻雜，并且該 MOSFET 中使用的襯底類型為 n 型。

P 溝道 MOSFET 中的大多數電荷載流子是空穴，與 N 溝道 MOSFET 中使用的電子相比，這些電荷載流子的遷移率較低。 p 溝道和 n 溝道 MOSFET 之間的主要區別在于，在 p 溝道中，需要從 Vgs（柵極端子到源極）施加負電壓才能激活 MOSFET，而在 n 溝道中，需要正 VGS 電壓。因此，這使得 P 溝道型 MOSFET 成為高側開關的完美選擇。

每當我們在該 MOSFET 的柵極端子上施加負 (-) 電壓時，氧化層下方可用的電荷載流子（如電子）就會被向下推入襯底中。因此空穴占據的耗盡區與施主原子相連。因此，負 (-) 柵極電壓會將空穴從漏極區域和 p+ 源極吸引到溝道區域。

什么是N溝道MOSFET？

一種 MOSFET 溝道由大多數電荷載流子（如電子）作為電流載流子組成的 MOSFET，稱為 N 溝道 MOSFET。一旦該 MOSFET 導通，大多數電荷載流子將在整個通道中移動。該 MOSFET 與 P 溝道 MOSFET 形成對比。

N 溝道 MOSFET 符號如下所示。該 MOSFET 包括源極、漏極和柵極三個端子。對于n溝道MOSFET，箭頭符號方向為向內。因此，箭頭符號指定通道類型，如 P 通道或 N 通道。

下圖顯示了 基本的 N 溝道 MOSFET 內部結構 。 MOSFET 有漏極、柵極和源極三個連接。門和通道之間不存在直接連接。柵電極是電絕緣的，因此有時被稱為 IGFET 或 絕緣柵場效應晶體管 。

該MOSFET包括N-溝道區，位于源極和漏極端子的中間。它是一個三端器件，其中端子為 G（柵極）、D（漏極）和 S（源極）。在該晶體管中，源極和漏極是重摻雜的 n+ 區域，而主體或襯底是 P 型。

該 MOSFET 包括位于源極和漏極端子中間的 N 溝道區域。它是一個三端器件，其中端子為 G（柵極）、D（漏極）和 S（源極）。在此 FET 中，源極和漏極為重摻雜 n+ 區域，主體或襯底為 P 型。

在這里，通道是在電子到達時創建的。 +ve 電壓還將電子從 n+ 源極和漏極區域吸引到溝道中。一旦在漏極和源極之間施加電壓，電流就會在源極和漏極之間自由流動，并且柵極處的電壓僅控制溝道內的電荷載流子電子。類似地，如果我們在柵極端子施加 –ve 電壓，則在氧化層下方會形成空穴溝道。

什么是MOSFET？

MOSFET，全稱為Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，即金屬氧化物半導體場效應晶體管，是一種半導體器件。這種晶體管利用控制輸入回路的電場效應來控制輸出回路的電流，因此被稱為場效應晶體管。MOSFET主要由源極（Source）、柵極（Gate）、漏極（Drain）和主體（Body）四個端子組成，其中主體通常與源極端子連接，形成三端子器件。

MOSFET 基本上是一種利用場效應的晶體管。 MOSFET 代表金屬氧化物場效應晶體管 ，具有柵極。柵極電壓決定器件的電導率。根據這個柵極電壓，我們可以改變電導率，因此我們可以將其用作開關或放大器，就像我們使用晶體管作為開關或放大器一樣。

雙極結型晶體管(BJT) 具有基極、發射極和集電極，而 MOSFET 則具有柵極、漏極和源極連接。除了引腳配置之外，BJT 需要電流才能工作，MOSFET 需要電壓。

MOSFET 提供非常高的輸入阻抗并且非常容易偏置。因此，對于線性小型放大器來說，MOSFET 是一個絕佳的選擇。當我們將 MOSFET 偏置在飽和區（中心固定 Q 點）時，就會發生線性放大。

MOSFET的種類有很多，按導電溝道可分為P溝道和N溝道，按柵極電壓幅值可分為耗盡型和增強型。在功率MOSFET中，N溝道增強型是主要的類型。MOSFET的尺寸非常小，因此既可以作為核心也可以作為集成電路，在單個芯片中進行設計和制造。

MOSFET的應用電路

1、簡單的MOSFET開關電路

下圖顯示了 N 溝道 MOSFET 和 P 溝道 MOSFET 的最簡單配置。

MOSFET 柵極通過電源電壓快速充電，從而將其打開。但是，如果在打開 MOSFET 后不去管柵極會怎樣呢？一旦電源從柵極移除，MOSFET 仍保持導通狀態！

就像普通電容器一樣，柵極會保留電荷，直到電荷被移除或通過非常小的柵極漏電流泄漏出去，為了消除這些電荷，必須對柵極進行放電。這可以通過將柵極連接回源極端子來完成。但是如果驅動電路使柵極保持浮動怎么辦？如果雜散電荷在柵極中積累得足以使柵極電壓超過閾值，則 MOSFET 會意外導通，這可能會損壞下游電路。因此，柵極和源極之間經常會出現 下拉/上拉電阻 ，每當柵極電壓被移除時，該電阻就會從柵極移除電荷。最好添加一個上拉/下拉電阻無論驅動器的類型如何，MOSFET 的柵極之間都會存在這種情況。 10K 很值。

2、MOSFET柵極驅動和保護電路

MOSFET 的柵極非常敏感，因為將柵極與溝道絕緣的氧化層非常薄。大多數功率MOSFET的額定柵源電壓僅為±20V！因此，在柵極上安裝齊納二極管是一個很好的預防措施

由于柵極電容與引線電感相結合會導致開關時產生振鈴，可以通過添加與柵極串聯的小電阻（約 10Ω）來減輕振鈴。最終的 MOSFET 柵極電路如下圖所示。

MOSFET 的柵極通常不會吸取任何電流（除了小漏電流外），但當用于需要快速打開和關閉的開關應用時，柵極電容必須快速充電和放電。這需要一些電流，在這些情況下，需要柵極驅動器，其可以采用分立電路、柵極驅動 IC或柵極驅動變壓器的形式。