什么是MOSFET？MOSFET的应用电路

什么是P沟道MOSFET？

沟道主要由空穴形式的电荷载流子组成的 MOSFET 称为 p 沟道 MOSFET。一旦该 MOSFET 被激活，大多数电荷载流子（如空穴）将在整个沟道中移动。该 MOSFET 与 N 沟道 MOSFET 不同，因为在 N MOSFET 中，大多数电荷载流子是电子。增强模式和耗尽模式下的P 沟道 MOSFET 符号如下所示。

P 沟道 MOSFET 包括一个 P 沟道区域，该区域布置在源极 (S) 和漏极 (D) 等两个端子之间，而主体是 n 区域。与 N 沟道 MOSFET 类似，此类 MOSFET 也包括源极、漏极和栅极三个端子。此处，源极和漏极端子均采用 p 型材料重掺杂，并且该 MOSFET 中使用的衬底类型为 n 型。

P 沟道 MOSFET 中的大多数电荷载流子是空穴，与 N 沟道 MOSFET 中使用的电子相比，这些电荷载流子的迁移率较低。 p 沟道和 n 沟道 MOSFET 之间的主要区别在于，在 p 沟道中，需要从 Vgs（栅极端子到源极）施加负电压才能激活 MOSFET，而在 n 沟道中，需要正 VGS 电压。因此，这使得 P 沟道型 MOSFET 成为高侧开关的完美选择。

每当我们在该 MOSFET 的栅极端子上施加负 (-) 电压时，氧化层下方可用的电荷载流子（如电子）就会被向下推入衬底中。因此空穴占据的耗尽区与施主原子相连。因此，负 (-) 栅极电压会将空穴从漏极区域和 p+ 源极吸引到沟道区域。

什么是N沟道MOSFET？

一种 MOSFET 沟道由大多数电荷载流子（如电子）作为电流载流子组成的 MOSFET，称为 N 沟道 MOSFET。一旦该 MOSFET 导通，大多数电荷载流子将在整个通道中移动。该 MOSFET 与 P 沟道 MOSFET 形成对比。

N 沟道 MOSFET 符号如下所示。该 MOSFET 包括源极、漏极和栅极三个端子。对于n沟道MOSFET，箭头符号方向为向内。因此，箭头符号指定通道类型，如 P 通道或 N 通道。

下图显示了 基本的 N 沟道 MOSFET 内部结构 。 MOSFET 有漏极、栅极和源极三个连接。门和通道之间不存在直接连接。栅电极是电绝缘的，因此有时被称为 IGFET 或 绝缘栅场效应晶体管 。

该MOSFET包括N-沟道区，位于源极和漏极端子的中间。它是一个三端器件，其中端子为 G（栅极）、D（漏极）和 S（源极）。在该晶体管中，源极和漏极是重掺杂的 n+ 区域，而主体或衬底是 P 型。

该 MOSFET 包括位于源极和漏极端子中间的 N 沟道区域。它是一个三端器件，其中端子为 G（栅极）、D（漏极）和 S（源极）。在此 FET 中，源极和漏极为重掺杂 n+ 区域，主体或衬底为 P 型。

在这里，通道是在电子到达时创建的。 +ve 电压还将电子从 n+ 源极和漏极区域吸引到沟道中。一旦在漏极和源极之间施加电压，电流就会在源极和漏极之间自由流动，并且栅极处的电压仅控制沟道内的电荷载流子电子。类似地，如果我们在栅极端子施加 –ve 电压，则在氧化层下方会形成空穴沟道。

什么是MOSFET？

MOSFET，全称为Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，即金属氧化物半导体场效应晶体管，是一种半导体器件。这种晶体管利用控制输入回路的电场效应来控制输出回路的电流，因此被称为场效应晶体管。MOSFET主要由源极（Source）、栅极（Gate）、漏极（Drain）和主体（Body）四个端子组成，其中主体通常与源极端子连接，形成三端子器件。

MOSFET 基本上是一种利用场效应的晶体管。 MOSFET 代表金属氧化物场效应晶体管 ，具有栅极。栅极电压决定器件的电导率。根据这个栅极电压，我们可以改变电导率，因此我们可以将其用作开关或放大器，就像我们使用晶体管作为开关或放大器一样。

双极结型晶体管(BJT) 具有基极、发射极和集电极，而 MOSFET 则具有栅极、漏极和源极连接。除了引脚配置之外，BJT 需要电流才能工作，MOSFET 需要电压。

MOSFET 提供非常高的输入阻抗并且非常容易偏置。因此，对于线性小型放大器来说，MOSFET 是一个绝佳的选择。当我们将 MOSFET 偏置在饱和区（中心固定 Q 点）时，就会发生线性放大。

MOSFET的种类有很多，按导电沟道可分为P沟道和N沟道，按栅极电压幅值可分为耗尽型和增强型。在功率MOSFET中，N沟道增强型是主要的类型。MOSFET的尺寸非常小，因此既可以作为核心也可以作为集成电路，在单个芯片中进行设计和制造。

MOSFET的应用电路

1、简单的MOSFET开关电路

下图显示了 N 沟道 MOSFET 和 P 沟道 MOSFET 的最简单配置。

MOSFET 栅极通过电源电压快速充电，从而将其打开。但是，如果在打开 MOSFET 后不去管栅极会怎样呢？一旦电源从栅极移除，MOSFET 仍保持导通状态！

就像普通电容器一样，栅极会保留电荷，直到电荷被移除或通过非常小的栅极漏电流泄漏出去，为了消除这些电荷，必须对栅极进行放电。这可以通过将栅极连接回源极端子来完成。但是如果驱动电路使栅极保持浮动怎么办？如果杂散电荷在栅极中积累得足以使栅极电压超过阈值，则 MOSFET 会意外导通，这可能会损坏下游电路。因此，栅极和源极之间经常会出现 下拉/上拉电阻 ，每当栅极电压被移除时，该电阻就会从栅极移除电荷。最好添加一个上拉/下拉电阻无论驱动器的类型如何，MOSFET 的栅极之间都会存在这种情况。 10K 很值。

2、MOSFET栅极驱动和保护电路

MOSFET 的栅极非常敏感，因为将栅极与沟道绝缘的氧化层非常薄。大多数功率MOSFET的额定栅源电压仅为±20V！因此，在栅极上安装齐纳二极管是一个很好的预防措施

由于栅极电容与引线电感相结合会导致开关时产生振铃，可以通过添加与栅极串联的小电阻（约 10Ω）来减轻振铃。最终的 MOSFET 栅极电路如下图所示。

MOSFET 的栅极通常不会吸取任何电流（除了小漏电流外），但当用于需要快速打开和关闭的开关应用时，栅极电容必须快速充电和放电。这需要一些电流，在这些情况下，需要栅极驱动器，其可以采用分立电路、栅极驱动 IC或栅极驱动变压器的形式。