NMOS(如IRF540N):原理图封装引脚由下到上依次为S、G、D,PCB封装引脚从左到右依次为GDS,做开关时由D串联到负极,Vgs为正电压导通(具体参照Vgs关系图标),一般4V为临界点,Vgs越大导通越彻底;?
PMOS(如IRF9Z34):PCB封装也为GDS,做开关时从S串联接到正极,Vgs为负电压导通,一般以-4V为临界点,即Vgs<=-4V时导通,Vgs绝对值越大导通越彻底,Vgs大于-4V则截止。下图为540Vgs关系:
NMOS的特性,Vgs大于一定的值就会导通,适合用于源极接地时的情况(低端驱动),只要栅极电压达到4V或10V就可以了。
PMOS的特性,Vgs小于一定的值就会导通,适合用于源极接VCC时的情况(高端驱动)。但是,虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动,但由于导通电阻大,价格贵,替换种类少等原因,在高端驱动中,通常还是使用NMOS。
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t0-t1:CGS1开始充电,栅极电压还没有到达
VGS(th),导电沟道没有
形成,MOSFET仍处于关闭状态
。
[t1-t2]区间, GS间电压到达Vgs(th),DS间导电沟道开始形成,
MOSFET开启,DS电流增加到ID, Cgs2迅速充电,Vgs由Vgs(th)指
数增长到Va
[t2
-t3]区间,MOSFET ,MOSFET
的DS电压降至与Vgs相同,产生Millier Millier效应,Cgd
电容大大增加,栅极电流持续流过,由于
Cgd电容急剧增大,抑制了
栅极电压对
Cgs的充电,从而使得
Vgs近乎水平状态,Cgd电容上电压增
加,而DS电容上的电压继续减小;
[t3-t4]区间,至t3时刻,MOSFET的DS电压降至饱和导通时的电压
,Millier效应影响变小,Cgd电容变小并和
Cgs电容一起由外部驱动电
压充电, Cgs电容的电压上升,至t4时刻为止.此时
当UDS增大到某一临界值,使UGD≤UT时,漏端的沟道消失,只剩下耗尽层,把这种情况称为沟道“预夹断”,如图2—56(a)所示。继续增大UDS(即UDS>UGS-UT),夹断点向源极方向移动,如图2—56(b)所示。尽管夹断点在移动,但沟道区(源极S到夹断点)的电压降保持不变,仍等于UGS-UT。因此,UDS多余部分电压[UDS-(UGS-UT)]全部降到夹断区上,在夹断区内形成较强的电场。这时电子沿沟道从源极流向夹断区,当电子到达夹断区边缘时,受夹断区强电场的作用,会很快的漂移到漏极。
N沟道耗尽型MOSFET的结构与增强型MOSFET结构类似,只有一点不同,就是N沟道耗尽型MOSFET在栅极电压uGS=0时,沟道已经存在。该N沟道是在制造过程中应用离子注入法预先在衬底的表面,在D、S之间制造的,称之为初始沟道。N沟道耗尽型MOSFET的结构和符号如图1.(a)所示,它是在栅极下方的SiO2绝缘层中掺入了大量的金属正离子。所以当VGS=0时,这些正离子已经感应出反型层,形成了沟道。于是,只要有漏源电压,就有漏极电流存在。当VGS>0时,将使ID进一步增加。VGS<0时,随着VGS的减小漏极电流逐渐减小,直至ID=0。对应ID=0的VGS称为夹断电压,用符号VGS(off)表示,有时也用VP表示。N沟道耗尽型MOSFET的转移特性曲线如图1.(b)所示。