当前位置： 绝缘栅 >> 绝缘栅市场 >> 浅析金属氧化物半导体场效应晶体管
1，何为MOS管
MOS是MOSFET的缩写，也即金属氧化物半导体场效应晶体管（Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor,MOSFET）。
一般是金属(metal)-氧化物(oxide)-半导体(semiconductor)场效应晶体管，或者称是金属-绝缘体(insulator)-半导体。
G：gate栅极；
S：source源极；
D：drain漏极。
MOS管的source（源极）和drain（耗尽层）是可以对调的，他们都是在P型backgate中形成的N型区。在多数情况下，这个两个区是一样的，即使两端对调也不会影响器件的性能。这样的器件被认为是对称的。
场效应管分为PMOS管（P沟道型）和NMOS（N沟道型）管，属于绝缘栅场效应管。?2，MOS的三个引脚
G极即栅极，是比较好识别的。
S极即源极，不论是P沟道还是N沟道，两根线相交的就是源极。
D极即漏极，不论是P沟道还是N沟道，单独引线的就是漏极。
?3，沟道与寄生二极管
什么是N沟道，什么是P沟道：
???
寄生二极管的方向如何判定：
N沟道，由S极指向D极。
P沟道，由D极指向S极。
?其实不论N沟道还是P沟道MOS管，中间衬底箭头方向和寄生二极管的箭头方向总是一致的：要么都由S指向D，要么都由D指向S。
4，MOS的主要作用
开关作用：
即可以实现信号切换（高低电平切换），也可以实现电压通断。
MOS管用作开关时在电路中的连接方法（MOS管中的寄生二极管方向是关键）。
?导通条件：
不论N沟道还是P沟道MOS管，G极电压都是与S极做比较。
N沟道：
UGUS时导通，（简单认为）UG=US时截止。
P沟道：
UGUS时导通，（简单认为）UG=US时截止。
但UG比US大（或小）多少伏时MOS管才会饱和导通，就要看具体的mos管，不同MOS管需要的压差不同。
隔离作用：
这时候MOS管起作用的只有二极管这一小部分，其本质也就是实现电路的单向导通，它就相当于一个二极管，但在电路中我们常用隔离MOS，是因为使用二极管，导通时会有压降，会损失一些电压。而使用MOS管做隔离，在正向导通时，在控制极加合适的电压，可以让MOS管饱和导通，这样通过电流时几乎不产生压降。
?MOS管作用总结：
如果MOS管用作开关时，（不论N沟道还是P沟道），一定是寄生二极管的负极接输入边，正极接输出端或接地。否则就无法实现开关功能了。
如果MOS管用作隔离时，（不论N沟道还是P沟道），寄生二极管的方向一定是和主板要实现的单向导通方向一致。
5，沟槽式场效应管
沟槽式场效应管TrenchMOSFET是现在比较常用的金属-氧化物半导体场效应晶体管。因其具有低导通电阻、低栅漏电荷密度的特点，所以功率损耗低、开关速度快。且由于TrenchMOSFET为垂直结构器件，因此可进一步提高其沟道密度，减少芯片尺寸，使功率场效应管的SMD微型封装成为现实。
在手机电池保护电路中，常用到两个场效应管共漏极使用的MOSFET，因为在手机保护电路中，即要进行过充检测也要进行过放检测。该类MOSFET内部电路结构如下图虚线内所示：
?6，MOS的主要参数
打开该类MOS的规格书，都会看到如下主要参数：
???那么如何测试这些参数呢，下面请看测试方法！
1）VSSS耐压
按下图连接测试电路，设置VGS=0V，VSS1从0V以0.1V步增，逐渐增加电压致使IS=1mA,且MOS无损毁，记录VSS1的电压。
?按下图连接测试电路，设置VGS=0V，VSS2从0V以0.1V步增，瞬间增加电压致使IS=1mA,且MOS无损毁，记录VSS2的电压。
?2）ISSS电流
按下图连接测试电路，设置VSS=12V，
VGS=0V，记录下ISSS。
?3）VGS(th)开启电压
按下图连接测试电路，设置VSS=6V，以0.1V同步增加VGS1的电压，直至ISS=1mA,记录下此时VGS1的电压，同理测试另一FET的VGS2。
?4）IGSS栅极漏电流
按下图连接测试电路，设置VSS=0V，
VGS1=±8V，记录下IGSS1，同理测试另一FET的IGSS2。
?5）RSS(on)内阻
按下图连接测试电路，设置IS=6A，分别测试VGS等于4.5V、4.0V、3.8V、3.1V、2.5V时，S1与S2两端的电压VS1S2，RSS（on）=VS1S2/6A。
?6）VFSS二极管导通电压
按照下图连接测试电路，设置VGS2=4.5V，
VGS1=0V，VS1S2=4.5V，IS1S2=6A，记录下测试的VFSS1。
同理，设置VGS1=4.5V，VGS2=0V，VS2S1=4.5V，IS2S1=6A，记录下测试的VFSS2。
?7，MOS管的输出伏安特性前面章节对MOS管的工作情况，已经进行了简单的介绍，现在进一步分析MOS管的输出伏安特性。所谓MOS管的输出伏安特性，是指当栅源电压一定，漏源电流IDS随漏源电压的变化规律。
???MOS管（主要以N沟道为例）工作时的偏置电压，转移特性曲线，输出特性曲线，如下图所示。
?不同结构MOS管特性曲线示图如下：?1）MOS管输出伏安特性
图中每根曲线，对应一个栅压VGS，最底下的一根曲线，对应VGS-VT。
从图上可直接看到，
当VGS≤VT，IDS几乎为零，不随VGS变化，这时沟道还没有形成或刚形成。
当VGS超过VT为一定值时，沟道已经形成，IDS将随VDS而变化。VDS较小时，IDS随VGS增加而增加。等到VDS增加至一定值后（图中以虚线为界），VDS的增加并不明显地引起IDS的增加，我们认为这时电流饱和了。
如果VGS进一步加大到某一值，IDS急剧上升，此时漏区PN结反向击穿。
综上所述，MOS管的输出特性曲线可分为四个区域。图中虚线左边为非饱和区，右边为饱和区，在电流猛增的区域称为击穿区，VGS≤VT下面的区域IDS=0称为截止区。
MOS管输出特性，MOS管的输出特性曲线为什么会出现非饱和区与饱和区，这是我们需要研究的问题。
（1）非饱和区
当VGVT，VDS=0时，就会形成沟道，并且沟道厚度从源到漏都一样，如图1-21（a）所示。如果VGSVT，并且从源漏间加以不大的偏压VDS时，从漏到源沟道的宽度就不再一样。因为，沟道区靠源端的电压为零，而靠漏端的电压为VDS，沟道沿源漏方向各点电位不一样。因此，隔着SiO2靠源端的栅和沟道之间的电位差为VGS，而栅与靠漏端的沟道电压为（VGS-VDS），中间为过度电压区。这说明栅下面沟道区各点电压降不同，电场当然也不同。这样，沟道的厚度将沿漏方向逐渐减薄，反型层中载流子浓度的分布也沿漏方向逐渐减少，如图1-21（b）所示。在这种情况下，整个沟道区可看成一个电阻，所以电流IDS随VGS增加而增加。但是，由于VDS的增加会使沟道沿漏方向变薄，即沟道电阻随着VDS的增加也相应地变大，所以IDS的增加并不随VDS呈线性方式增加，而是逐渐减慢其增加的速率。如图1-20中非饱和区的右边部分所示。
（2）饱和区
当VDS=VGS-VT时，在漏极处的沟道被夹断（耗尽区仍存在），如图1-21（c）所示。如果VDS继续增加至VDSVGS-VT时，就进入饱和区。这时漏源电压的作用将进一步使沟道夹断区增加，这个区域就成了源漏间电流通路上电阻最大的区域，于是漏源间的电压就必然集中地降落在这里，从而使夹断区具有很大的电场。MOS管输出特性，此外，在夹断区的左边还存在着未被夹断的N型沟道，这里的情况与非饱和状态工作时差不多，从源发出的电子可以在沟道中迁移通过，到了夹断区后，将受到夹断区中强电场的作用扫入漏区。由于沟道夹断后，进一步增加的漏极电压基本上都降落在夹断区，而未夹断的沟道中的电场分布基本上不随VDS增加，当然IDS也就不随VDS增加了。
?*MOS管输出特性
如果VGS增加，沟道的起始厚度跟着增加，特性曲线进入饱和区的漏源电压也就升高，不过始终满足VDS=VGS-VT的关系。
8，MOS管的市场主流品牌
目前市场上MOS管的主流品牌仍然是以欧美日系品牌为主，主要有：
英飞凌（Infineon），安森美（ON，Fairchild），意法半导体（ST），安世半导体（Nexperia，originalfromNXP，Philips），艾赛斯（IXYS），威世（Vishay），新电元（ShinDengen），罗姆（ROHM），三垦（Sanken）。
随着近几年国产电动汽车市场的发展，国内MOS管也蓬勃发展，主要品牌有：
士兰微（Silan），长电（CJET），乐山无线电（LRC），捷捷微（JJM），新洁能（NCEPower），华润微（CRMICO），华微电子（Sino-Microelectronics），固锝（GOODARK），贝岭（Belling，HDSC），东光微。
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