三极管和 MOSFET 对比

三极管

三极管简称晶体管,分为 NPN 型和 PNP 型两种,是最重要的一种半导体器件。它用于放大作用和开关作用。

Mosfet

就是场效应管,是一种较新型的半导体器件。外形与普通晶体管相似,但两者的控制特性却截然不同。

Mos 相对三极管的优势

MOSFET 二极管 结论
驱动方式 电压驱动 电流驱动 MOSFET 更节能
热稳定性 多子参与导电 多子、少子参与导电 MOSFET 更稳定
压降 0V 无压降 0.3V MOSFET 更合适集成

原理对比

MOSFET 二极管
通过控制基极电流才能达到控制集电极电流或发射极电流的目 它的输出电流决定于输入端电压的大小,基本上不需要信号源提供电流。

MOSFET

概述

分类 --> 原理(N 沟道增强型) --> 电气特性

分类

按沟道:

  • N 沟道
  • P 沟道

按栅极电压:

  • 耗尽型:当栅极电压为零时漏源极之间就存在导电沟道。
  • 增强型:有电压才导通
    • 对于N沟道器件,栅极电压大于零(<0)时才存在导电沟道。
    • 对于P沟道器件,栅极电压小于零(>0)时才存在导电沟道。

功率 MOSFET 主要是:N 沟道增强型。

几种分类及其图标

工作原理

1.jpg
图中各部分从上往下依次是:

  • 栅极(Gate)
  • 漏极(Drain)
  • 源极(Source)
  • 橘黄色:金属
  • 黄色:氧化物
  • 浅红色:P 掺杂
  • 深红色:耗尽区(depletion region)

一下过程模拟栅极(Gate)加压

  1. 栅极(Gate)未施加电压时(=0),漏极(Drain)源极(Source)是断开的,如1.jpg。
  2. 栅极(Gate)施加电压且大于0(>0)时,漏极(Drain)源极(Source)是断开的,但是栅极金属层将聚集正电荷,如2.jpg。
  3. 栅极(Gate)施加电压且大于V_TH(>V_TH)时,漏极(Drain)源极(Source)之间形成反型层(inversion layer),反型层相当于N掺杂的半导体,因此漏极(Drain)源极(Source)直接连通,因此MOSFET导电沟道形成,进入导通状态。如3.jpg。
    2.jpg
    3.jpg

输出特性

4.jpg

  1. 夹断区(cutoff mode)
  2. 线性区(linear mode)
  3. 饱和区(saturation mode)

具体情况如下
5.PNG