一、mos管理簡介

1. 簡介

MOS管，全稱為金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor），是一種常用的半導(dǎo)體器件。它是由一條金屬電極、一個(gè)絕緣層和一個(gè)半導(dǎo)體晶體組成的。

MOS管的工作原理是利用半導(dǎo)體中N型或P型區(qū)域的導(dǎo)電性質(zhì)來控制電流的流動(dòng)。在MOS管的絕緣層上面，放置了一塊金屬電極，形成了一個(gè)電場，當(dāng)施加一個(gè)外加電壓到金屬電極上時(shí)，電場會(huì)影響絕緣層下面的半導(dǎo)體區(qū)域，改變該區(qū)域的導(dǎo)電性質(zhì)，從而控制電流的流動(dòng)。

2. mos管理的特點(diǎn)

MOS管有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

• 高輸入電阻：MOS管的輸入電阻非常高，可以達(dá)到很大的數(shù)值，這使得MOS管可以被用作高阻抗放大器。
• 低噪聲：由于MOS管的輸入電阻很高，所以它的噪聲也很低，這使得MOS管可以被用作低噪聲放大器。
• 低功耗：由于MOS管只需要非常小的電流來控制電流的流動(dòng)，因此MOS管的功耗非常低。
• 快速響應(yīng)：MOS管的響應(yīng)速度非?？?#xff0c;可以達(dá)到幾百兆赫的頻率。

MOS管廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中，如計(jì)算機(jī)、手機(jī)、電視機(jī)、音響等等。

3. MOS管的工作狀態(tài)

（1）放大功能

當(dāng)MOSFET的門極電壓（VGS）超過門極-源極電壓（VGS(th)）時(shí)，MOSFET進(jìn)入放大區(qū)。在放大區(qū)，MOSFET的漏極電流（ID）隨著VDS的增加而增加，但是增長速度比飽和區(qū)慢。這意味著MOSFET在放大區(qū)時(shí)可以作為放大器使用。

（2）截止區(qū)

當(dāng)MOSFET的VGS低于門閾電壓（VGS(th)）時(shí)，MOSFET進(jìn)入截止區(qū)。在截止區(qū)，MOSFET的漏極電流非常小，幾乎可以忽略不計(jì)，因此可以將其視為完全關(guān)閉的狀態(tài)。

（3）飽和區(qū)

當(dāng)MOSFET的VGS超過VGS(th)時(shí)，并且VDS也足夠大時(shí)，MOSFET進(jìn)入飽和區(qū)。在飽和區(qū)，MOSFET的漏極電流達(dá)到一個(gè)最大值，并且漏極電流不再隨著VDS的增加而增加。因此，MOSFET在飽和區(qū)時(shí)可以作為一個(gè)開關(guān)使用。

3. Mos管的分類

根據(jù)MOSFET的工作模式、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、功率范圍等不同，可以將MOSFET分為多種不同類型。以下是一些常見的MOSFET分類：

（1）按照工作模式分類：

• 恒壓型MOSFET：在恒定的VGS下，通過調(diào)節(jié)VDS可以控制MOSFET的漏極電流ID。常用于放大和調(diào)節(jié)電路等。
• 恒流型MOSFET：在恒定的VDS下，通過調(diào)節(jié)VGS可以控制MOSFET的漏極電流ID。常用于開關(guān)電路等。

（2）按照結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類：

• 通道型MOSFET：N型或P型的摻雜區(qū)間為一個(gè)連續(xù)的導(dǎo)電通道，可通過在門電極上加正向或負(fù)向電壓來控制電荷的通道大小，從而控制電流。常用于放大和開關(guān)電路等。
• 壓控型MOSFET：N型或P型的摻雜區(qū)間被分成多個(gè)單元，形成一個(gè)PN結(jié)，通過控制結(jié)區(qū)的電壓，改變電荷區(qū)的深度和寬度，從而控制電流。常用于高壓和功率電路等。

（3） 按照功率范圍分類：

• 小功率MOSFET：主要應(yīng)用于邏輯電路、放大器等小功率應(yīng)用領(lǐng)域。
• 中功率MOSFET：主要應(yīng)用于直流-直流轉(zhuǎn)換器、電源管理、汽車電子等中功率應(yīng)用領(lǐng)域。
• 大功率MOSFET：主要應(yīng)用于高壓直流輸電、醫(yī)療設(shè)備、工控系統(tǒng)等大功率應(yīng)用領(lǐng)域。
  需要注意的是，MOSFET的分類不是絕對(duì)的，不同類型的MOSFET在不同的應(yīng)用場景下也會(huì)有重疊和交叉。因此，在選擇和應(yīng)用MOSFET時(shí)，需要結(jié)合具體的設(shè)計(jì)需求和應(yīng)用條件，綜合考慮各種因素，以選擇最合適的器件。

4. MOS管的開關(guān)控制

當(dāng)G-S有正壓差時(shí)，D-S導(dǎo)通。導(dǎo)通后，即使去掉G極電壓，D-S仍可以維持導(dǎo)通。
讓G接地，D-S截止。

二、開關(guān)實(shí)驗(yàn)仿真測試

1. 實(shí)驗(yàn)MOS管

采用MOS管為： BSS123
BSS123為N溝道邏輯電平增強(qiáng)型場效應(yīng)晶體管，SOT-23封裝.這一產(chǎn)品設(shè)計(jì)以最小化通導(dǎo)電阻，同時(shí)提供堅(jiān)固耐用，可靠并高速的開關(guān)性能，因此BSS123適合低電壓，低電流應(yīng)用，如小型伺服電機(jī)控制，功率MOSFET柵極驅(qū)動(dòng)器和其它開關(guān)應(yīng)用.

• 漏極至源極電壓:100V
• 柵-源電壓：±20V
• 低通導(dǎo)電阻:1.2ohm，Vgs 10V
• 連續(xù)漏電流:170mA
• 最大功率耗散:360mW
• 工作結(jié)溫范圍:-55°C至150°C
• 應(yīng)用：電源管理，工業(yè)，便攜式器材，消費(fèi)電子產(chǎn)品

2. G極無電壓

這時(shí)MOS管處于截止?fàn)顟B(tài)。

3. G極設(shè)置電壓

這時(shí)MOS管處理飽和狀態(tài)。

3. 使用方波控制

輸出波形：

這里輸入0-6V正弦波，可以看到當(dāng)輸入正電壓時(shí)，MOS管導(dǎo)通；當(dāng)輸入0伏時(shí)，MOS管截止。
當(dāng)放大波形時(shí)，可以看到MOS管的導(dǎo)通過程。

三、信號(hào)放大電路示例

下面電路中MOS管工作在放大狀態(tài)，輸入的正弦波信號(hào)，可以放大后輸出。
其中 ：

• R22：用來給MOS管提供基礎(chǔ)電壓，也可以給電容C13用來放電。
• C13：用來接輸入信號(hào)，輸入信號(hào)會(huì)疊加在MOS管的G級(jí)上。
  
  仿真波形圖：這里示波器是反向接的，放大后的信號(hào)也顯示出負(fù)極。