詳解ON狀態下的MOSFET和三極管有何區別？-KIA MOS管

MOSFET是一種在模擬電路和數字電路中都應用的非常廣泛的一種場效晶體管。

一般是金屬(metal)—氧化物(oxide)—半導體(semiconductor)場效應晶體管，或者稱是金屬—絕緣體(insulator)—半導體。

G：gate 柵極；S：source 源極；D：drain 漏極。MOS管的source（源極）和drain（耗盡層）是可以對調的，他們都是在P型backgate中形成的N型區。在多數情況下，這個兩個區是一樣的，即使兩端對調也不會影響器件的性能。這樣的器件被認為是對稱的。

場效應管分為PMOS管（P溝道型）和NMOS（N溝道型）管，屬于絕緣柵場效應管。

三極管也稱雙極型晶體管、晶體三極管，是一種控制電流的半導體器件。其作用是把微弱信號放大成幅度值較大的電信號，也用作無觸點開關。

三極管是半導體基本元器件之一，具有電流放大作用，是電子電路的核心元件。

三極管是在一塊半導體基片上制作兩個相距很近的PN結，兩個PN結把整塊半導體分成三部分，中間部分是基區，兩側部分是發射區和集電區，排列方式有PNP和NPN兩種。

它能夠控制電流的的流動，將較小的信號放大成為幅值較高的電信號。MOSFET和三極管都有ON狀態，那么在處于ON狀態時，這兩者有什么區別呢?

MOSFET和三極管，在ON狀態時，MOSFET通常用Rds，三極管通常用飽和Vce。那么是否存在能夠反過來的情況，三極管用飽和Rce，而MOSFET用飽和Vds呢?

三極管ON狀態時工作于飽和區，導通電流Ice主要由Ib與Vce決定，由于三極管的基極驅動電流Ib一般不能保持恒定，因而Ice就不能簡單的僅由Vce來決定，即不能采用飽和Rce來表示(因Rce會變化)。由于飽和狀態下Vce較小，所以三極管一般用飽和Vce表示。

MOS管在ON狀態時工作于線性區(相當于三極管的飽和區)，與三極管相似，電流Ids由Vgs和Vds決定，但MOS管的驅動電壓Vgs一般可保持不變，因而Ids可僅受Vds影響，即在Vgs固定的情況下，導通阻抗Rds基本保持不變，所以MOS管采用Rds方式。

電流可以雙向流過MOSFET的D和S，正是MOSFET這個突出的優點，讓同步整流中沒有DCM的概念，能量可以從輸入傳遞到輸出，也可以從輸出返還給輸入。能實現能量雙向流動。

第一點、MOS的D和S既然可以互換，那為什么又定義DS呢?

對于IC內部的MOS管，制造時肯定是完全對稱的，定義D和S的目的是為了討論電流流向和計算的時候方便。

第二點、既然定義D和S，它們到底有何區別呢?

對于功率MOS，有時候會因為特殊的應用，比如耐壓或者別的目的，在NMOS的D端做一個輕摻雜區耐壓，此時D,S會有不同。

第三點、D和S互換之后，MOS表現出來的特性，跟原來有何不同呢?比如Vth、彌勒效應、寄生電容、導通電阻、擊穿電壓Vds。

DS互換后，當Vgs=0時，只要Vds>0.7V管子也可以導通,而換之前不能。當Vgs>Vth時，反型層溝道已形成，互換后兩者特性相同。

D和S的確定

我們只是說電流可以從D--to--S ，也可以從S----to---D。但是并不意味著：D和S 這兩個端子的名字可以互換。

DS溝道的寬度是靠GS電壓控制的。當G固定了，誰是S就唯一確定了。

如果將上面確定為S端的，認為是D。

將原來是D的認為是S ，并且給G和這個S施加電壓，結果溝道并不變化，仍然是關閉的。

當Vgs沒有到達Vth之前，通過驅動電阻R對Cgs充電，這個階段的模型就是簡單的RC充電過程。

當Vgs充到Vth之后，DS導電溝道開始開啟，Vd開始劇烈下降。按照I=C*dV/dt,寄生電容Cgd有電流流過 方向：G-->D。

按照G接點KCL Igd電流將分流IR，大部分驅動電流轉向Igd，留下小部分繼續流到Cgs。因此，Vgs出現較平坦變化的一小段。這就是miler平臺。

文章主要介紹了在ON狀態下，MOSFET和三極管的區別。并對其中的一些細節進行了深入的分析和講解。希望大家在閱讀過本篇文章之后能對著兩種晶體管在ON狀態下的區別的有所了解。

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