簡(jiǎn)單認(rèn)識(shí)MOSFET

什么是MOSFET？

MOSFET，全稱為Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，即金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，也稱為功率MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管。

MOSFET是一種半導(dǎo)體器件，主要由金屬、氧化物（通常為SiO2或SiN）和半導(dǎo)體三種材料制成。它利用電場(chǎng)的效應(yīng)來(lái)控制半導(dǎo)體的場(chǎng)效應(yīng)。MOSFET主要分為結(jié)型和絕緣柵型，但通常所指的是絕緣柵型中的MOS型。

MOSFET具有許多優(yōu)點(diǎn)，如開(kāi)關(guān)速度快、高頻特性好、熱穩(wěn)定性優(yōu)良、驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單、驅(qū)動(dòng)功率小、安全工作區(qū)寬、無(wú)二次擊穿問(wèn)題等。此外，MOSFET還具有高輸入電阻（通常在10^7～10^15Ω范圍內(nèi)）、低噪聲、低功耗、大動(dòng)態(tài)范圍以及易于集成等特點(diǎn)。

MOSFET主要分為P溝道和N溝道兩種類(lèi)型，主要用于功率輸出級(jí)，能夠輸出較大的工作電流（從幾安到幾十安）。因此，在開(kāi)關(guān)電源、辦公設(shè)備、中小功率電機(jī)調(diào)速等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，使得功率變換裝置實(shí)現(xiàn)高效率和小型化。

由于MOSFET的尺寸非常小，它既可以作為核心元件，也可以被集成到電路中，實(shí)現(xiàn)在單個(gè)芯片上的設(shè)計(jì)和制造。這使得MOSFET在電子設(shè)備中，特別是在需要電子信號(hào)放大的應(yīng)用中，具有重要的作用。

總的來(lái)說(shuō)，MOSFET是一種重要的半導(dǎo)體器件，廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中，特別是在需要高效、小型化和高性能的領(lǐng)域。

MOSFET的類(lèi)型

MOSFET或金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管是一種具有四個(gè)端子的 FET ，即漏極、 柵極、源極和體/襯底。體端子與源極端子短路，總共留下三個(gè)工作端子，就像任何其他晶體管一樣。MOSFET主要有兩種類(lèi)型，分別是耗盡型 MOSFET 或 D-MOSFET，以及增強(qiáng)型 MOSFET 或 E-MOSFET。

這兩種類(lèi)型都可以根據(jù)N溝道和P溝道來(lái)劃分。

D-MOSFET 也稱為“常開(kāi)”MOSFET，因?yàn)樗鼈冊(cè)谥圃爝^(guò)程中具有內(nèi)置通道。施加?xùn)艠O電壓會(huì)減小溝道寬度，從而關(guān)閉 MOSFET。而E-MOSFET也被稱為“常關(guān)”MOSFET，因?yàn)樵谥圃爝^(guò)程中沒(méi)有溝道，而是通過(guò)施加電壓來(lái)感應(yīng)的。

因此，D-MOSFET 符號(hào)有一條實(shí)線代表漏極和源極之間的溝道，允許電流在零柵源電壓下流動(dòng)。而 E-MOSFET 中的虛線表示零柵源電壓下電流的路徑損壞或通道缺失。向內(nèi)的箭頭表示 N 溝道，而向外的箭頭表示 P 溝道 MOSFET。

作為高邊開(kāi)關(guān)的P溝道MOSFET

下面是這種特殊用途的電路。一旦 PMOS 開(kāi)啟，它將具有非常低的壓降，從而理想地為負(fù)載提供與 Vsource 相同的電壓電平。因此，使用術(shù)語(yǔ)“高側(cè)開(kāi)關(guān)”，因?yàn)樗鼘⒇?fù)載切換到高側(cè)，即電路的正極部分。

柵極信號(hào)可以是地電平（或零電平），使得PMOS導(dǎo)通；或者是高電平，PMOS將關(guān)斷。請(qǐng)注意，柵極信號(hào)的高電平必須至少等于 Vsource 的電平。如果低于 Vsource，PMOS 將不會(huì)關(guān)閉。

對(duì)于這種類(lèi)型的電路，要考慮的另一件事是它允許反向電流流動(dòng)。想象一下，當(dāng) Vsource 反向連接時(shí)，PMOS 的源極為負(fù)，體二極管將正向偏置，允許反向電流流動(dòng)，然后負(fù)載將看到反向電壓。

P溝道MOSFET作為電池反向保護(hù)

P 溝道 MOSFET 的另一個(gè)有趣用途是電池反向保護(hù)?？梢韵裣旅娴暮?jiǎn)單插圖一樣完成。

PMOS 位于電池的高壓側(cè)或正極側(cè)。在初始導(dǎo)通期間，電流將流向 PMOS 的體二極管（實(shí)際上，PMOS 上沒(méi)有連接二極管。體二極管是由漏極到源極之間的 PN 結(jié)形成的。）一旦電流到達(dá)另一側(cè)，器件的“正”和“負(fù)”之間會(huì)有電壓，這是一個(gè)二極管壓降。這樣，PMOS 將導(dǎo)通，然后電流將流向 PMOS 通道而不是體二極管。

當(dāng)電池反接時(shí)，體二極管不會(huì)正向偏置，因此電流無(wú)法流向另一側(cè)。這意味著沒(méi)有反向電壓傳輸?shù)狡骷?。所以，它受到保護(hù)！