MOS管学习之MOS管的诞生(一)

在学习MOS管之前,需要先要了解MOS管是怎样诞生的?它的需求是什么?

MOS管的诞生

MOS管也简称场效应管,即场效应晶体管。我们再学习MOS管之前,需要对标三极管。

三极管有N管和P管,同样对标MOS管,MOS管也有N型和P型。

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如下图所示对标三极管的示意:

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三极管具有功率放大的作用,实际上功率放大作用是三极管作用的总称,本质上也是电流的放大,也意味着三极管的等效内阻变小。

同样MOS管也具有功率放大的作用。
无论是MOS管还是三极管,控制极的电流都很小,输出级的电流很大。
说明控制信号的内阻大,输出信号的内阻很小。

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上图是三极管电流ib和ic的示意,可以理解为:等效CE内阻比等效be小了100倍。

三极管放大的前提条件:ib,ic需要有电流。也就是说ib,ic必须有完整的回路。

有电流,内阻,必然会产生功耗,因此在电路中使用三极管越多,功耗越大。

因为三极管是一个流控流的器件,因此这也是早期的主控芯片功耗大的原因。

那么我们必须针对这现象问题,用一个不是流控流型的器件,解决三极管功耗问题,因此MOS管因势而生,看出一个器件的发展是因为另一个器件在某一方面受制了。

场效应管即MOS管的产生一定要解决三极管存在瓶颈问题。

如下图所示:
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假如说需要三极管的ic达到100A,ib就需要1A,且三极管的功耗在30W的发热器件无法承受,有上限限制,基本上在1A以下。

MOS管诞生必须要先解决功耗的问题,解决功耗问题就是解决三极管功率的问题。

解决功率问题,那么MOS管一定不会是流控流型(三极管),(三极管本身有内阻,产生电流,回路必然产生功耗),要想解决功耗问题,那么一定不能出现电流。

既然不能有电流,而且在电子世界中,除了电流就是电压。既然流控流型不行,那么能不能用电压做一个压控压型的器件,即管子的导通和关闭只考虑电压的阈值,这个时候就可以让电流很小,解决功耗问题。

因此对于MOS管而言,gs栅源极内部必然存在一个电容,因为只有电容才能存电充电,产生一个阈值,因此在gs栅源极内部必然有一个电容。(谈到电压就需要想到电容,谈到电流需要想到电感的存在。)

则MOS管的等效模型在gs栅源极之间有个电容的存在,如下图所示。

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开始时对电容进行充电,充到阈值后,在充电过程中是消耗电流和功耗的,但是一但充电完成,电容上面就没有电流了,即电容充满无电流,无电流则无损耗。

ds漏源极之间等效成一个可变电阻,这个可变电阻在关断期间阻值无穷大,在导通期间阻值无穷小。因此在ds漏源极导通期间电阻无穷小,即是有一个很大的电流,功耗依然很小。
因此MOS管也可以实现放大,功耗又小的问题。

最后谈一下模电的本质是什么?无非就是电压,电流,斜率。

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文章内容来自张飞实战电子视频教程,为了更好理解MOS管内容可前往B站观看视频

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