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。
- 对于
功率 MOSFET 主要是:N 沟道增强型。
几种分类及其图标
工作原理
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
- 当
栅极(Gate)
未施加电压时(=0),漏极(Drain)
和源极(Source)
是断开的,如1.jpg。 - 当
栅极(Gate)
施加电压且大于0
(>0
)时,漏极(Drain)
和源极(Source)
是断开的,但是栅极金属层将聚集正电荷,如2.jpg。 - 当
栅极(Gate)
施加电压且大于V_TH
(>V_TH
)时,漏极(Drain)
和源极(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)
和源极(Source)
直接连通,因此MOSFET导电沟道形成,进入导通
状态。如3.jpg。
输出特性
- 夹断区(cutoff mode)
- 线性区(linear mode)
- 饱和区(saturation mode)
具体情况如下