MOS管工作原理是什么？如何代替电源正极串联二极管

以下内容中，小编将对MOS管的相关内容进行着重介绍和阐述，希望本文能帮您增进对MOS管的了解，和小编一起来看看吧。

一、MOS 管的工作原理

随着社会的进步和发展，MOS管在电子行业的应用越来越广泛，作为能够研发生产碳化硅SiC产品的“碳化硅专家”，必须来科普一下这方面的知识。

从上图（a）可以看出，增强型MOS管的漏极D和源极S之间有两个背靠背的PN结。当栅-源电压VGS=0 时，即使加上漏-源电压VDS，总有一个PN结处于反偏状态，漏-源极间没有导电沟道（没有电流流过），所以这时漏极电流ID=0。此时若在栅-源极间加上正向电压，上图(b)所示，即VGS＞0，则栅极和硅衬底之间的SiO2绝缘层中便产生一个栅极指向P型硅衬底的电场，由于氧化物层是绝缘的，栅极所加电压 VGS无法形成电流，氧化物层的两边就形成了一个电容，VGS等效是对这个电容充电，并形成一个电场，随着VGS逐渐升高，受栅极正电压的吸引，在这个电容的另一边就聚集大量的电子并形成了一个从漏极到源极的N型导电沟道，当VGS大于管子的开启电压VT（一般约为2V）时，N沟道管开始导通，形成漏极电流ID，我们把开始形成沟道时的栅-源极电压称为开启电压，一般用VT表示。控制栅极电压VGS的大小改变了电场的强弱，就可以达到控制漏极电流 ID的大小的目的，这也是MOS管用电场来控制电流的一个重要特点，所以也称之为场效应管。

二、代替电源正极串联二极管的设计方法

MOS管防反接电路其功能和二极管防反接电路一样，其目的都是防止电源的正负输入端接反而导致负载电路烧毁等意外情况发生。

MOS管防反接电路相比二极管防反接电路最大的优势是几乎零压降，二极管的压降一般都0.5V~1V左右，但是MOS管就不一样了，MOS管的内阻很小，小的只有几mΩ。   假如5mΩ的内阻，经过1A的电流压降只有5mV，10A电流压降也才50mV。

其缺点是成本高、电路略复杂。二极管防反接其电路设计简单，只需串联一个二极管即可，成本也低，缺点是压降大，即使几十mA的小电流二极管的压降也有0.4V~0.6V左右，使用MOS管其压降能做到1mV以下，相差好几个数量级。

如下图左侧为常见的电源正输入端正向串联一个二极管用于防止电源反接，这是利用二极管的单向导通特性（正向导通，反向截止）。   图右侧为相应的MOS管防反接电路设计，采用P沟道的MOS管（P-MOS管）代替二极管。请注意P-MOS管D极和S极的方向，接错起不到防反作用。

防反接原理分析：当电源正负极输入正常时，电源正极经过MOS管Q1后正电压通过寄生二极管D1从漏极（D）流向源极（S），此瞬间电路板有有相应电源，只是有二极管压降约0.7V，控制极G极串联电阻后接到电源负极。

G极和S极之间有相应的压差，VGS=-（VCC-0.7）,P-MOS管导通，电流从MOS管流过，压降减小。 也就是说，上电瞬间，电流先从寄生二极管D1流过，此时压降较大，电流经过P-MOS管的S极之后，P-MOS管导通，电流从MOS管经过，压降变小。 当电源正负极反接时，P-MOS管的G极为正电压，MOS管截止，其寄生二极管D1也截止，S极也为正电压，无法触发P-MOS管导通，因此起到防反接作用。

以上就是小编这次想要和大家分享的有关MOS管的内容，希望大家对本次分享的内容已经具有一定的了解。如果您想要看不同类别的文章，可以在网页顶部选择相应的频道哦。