MOS管,是MOSFET的縮寫,全拼是Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor,翻譯過來是金屬-氧化物半導體場效應晶體管,根據導電溝道的不同,MOS可以細分為NMOS和PMOS兩種。
下圖是NMOS的示意圖,從圖中紅色框內可以看到,MOS在D、S極之間并聯了一個二極管,有人說這個二極管是寄生二極管,有人說是體二極管,究竟哪個說法準確呢?很多同學也非常好奇:為什么要并聯這個二極管?是否可以刪除呢?
這要從MOS的工藝和結構說起,不管是MOS還是二極管,都是由半導體材料構成,我們都知道二極管是由一對PN結構成,見下圖,P型區對應二極管的陽極,N型區對應二極管的負極。
我們回過頭看下MOS結構,從下圖(1)可以看出,MOS中的氧化物O指的是二氧化硅SiO2,SiO2不導電,所以驅動極G基本不走電流,因此MOS功耗比較低,是電壓型驅動器件。
從(1)也可以看出,MOS除了D、G、S三個極之外,還有一個Sub極,Sub和S極有連接關系,因此(2)MOS的電路符號中,會將MOS內部指向溝道N溝道的箭頭和S極連接在一起(世界上沒有無緣無故的愛也沒有無緣無故的恨)。
從(3)中可以看到,從D極的N型區->中間P型區->Sub極->S極,剛好構成了一個二極管結構,并且處于反偏狀態,這就是MOS符號中并聯了一個二極管的原因。
從上面的分析可以知道,這個二極管是MOS結構和工藝使然的,說它是寄生二極管其實不太合適,體二極管(body-diode)的稱呼還是相對準確一些。
那么這個體二極管,有什么用呢?在一些場景下,是不希望有這個二極管的存在,這會使得S極和D極之間有漏電的可能性。
有愛必有恨,在另一些場景下就是利用這個二極管導電的特性,讓系統正常工作。比如以前寫過一篇文章:《電池保護1:鋰電池過放保護原理UVP》,就有介紹,有的電池保護板,在鋰電池過放后,會開啟保護功能:關閉放電MOS。當插上充電器后,就利用MOS體二極管,使得電路導通,系統正常工作。
以上就是MOS符號并聯二極管的原因,以及使用介紹。
審核編輯:湯梓紅
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原文標題:為什么MOS管要并聯一個二極管?有什么用?
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