一文搞懂MOS管和三极管
一文搞懂MOS管和三极管
MOS管（金属氧化物半导体场效应晶体管）和三极管（双极型晶体管）是两种常见的晶体管类型，它们在工作原理、结构和特性等方面有一些显著的区别。本文将详细梳理这两种晶体管的特点，并对比它们的异同。
MOS管
结构与符号
MOS管：三个极为栅极-G、源极-S、漏极-D，MOS管由金属-氧化物-半导体构成，主要包括栅极、漏极和源极。其特点是具有非常高的输入电阻和低的静态功耗。
符号识别：箭头指向G极的是N沟道；箭头背向G极的是P沟道。
寄生二极管方向判定
不论N沟道还是P沟道MOS管，中间衬底箭头方向和寄生二极管的箭头方向总是一致的：
- 要么都由S指向D
- 要么都有D指向S
MOS管用作开关时在电路中的连接方法
- NMOS：D极接输入，S极接输出
- PMOS：S极接输入，D极接输出
MOS管的开关条件
- N沟道：导通时 Ug> Us,Ugs> Ugs(th)时导通
- P沟道：导通时 Ug< Us,Ugs< Ugs(th)时导通
- 总结：导通条件为**|Ugs|>|Ugs(th)|**
管脚识别
- 实物识别：按上图方向摆正，中间的一脚为D，左边为G，右边为S。或者这么记：单独的一脚为D，逆时针转DGS。
- 管脚编号：从G脚开始，逆时针123
用万用表辨别NNOS、PMOS
借助寄生二极管来辨别。将万用表档位拨至二极管档，红表笔接S,黑表笔接D，有数值显示，反过来接无数值，说明是N沟道，若情况相反是P沟道。
三极管
基本概念
三极管全称半导体三极管，也称晶体三极管，是一种控制电流的半导体器件，其作用是把微弱大的电信号放大成幅度较大的电信号，无需触点开关，在电路中起开关和放大电流作用。
引脚与类型
- 引脚：B（基极）、C（集电极）、E（发射极）
- 类型：
- 按照半导体排列方式区分：PNP三极管和NPN三极管
- 按照材质区分：硅管（PN结导通电压0.5-0.7V）、锗管（PN结导通电压0.1-0.3V）
PN结偏置
- 正偏：P（阳极）电位高，N（阴极）电位低，正向导通
- 反偏：P电位低，N点位高，反向截止
- 饱和：P和N电位相等
工作状态
- 放大：发射结正偏，集电结反偏
- 截止：发射结，集电结都反偏
- 饱和：发射结，集电结都正偏或者发射结正偏，集电结零偏
口诀：发正级反是放大，全正饱和全反截
箭头朝内PNP，箭头朝外NPN，箭头引脚发射极
MOS管和三极管的对比
引脚对应关系：场效应管的源极S、栅极G、漏极D分别对应于三极管的发射极e、基极b、集电极c，它们的作用相似。
控制方式：场效应管是电压控制电流器件，由VGS控制ID；普通的晶体三极管是电流控制电流器件，由IB控制IC。
输入电阻：场效应管栅极和其它电极是绝缘的，不产生电流；而三极管工作时基极电流IB决定集电极电流IC。因此场效应管的输入电阻比三极管的输入电阻高的多。
载流子参与：场效应管只有多数载流子参与导电；三极管有多数载流子和少数载流子两种载流子参与导电，因少数载流子浓度受温度、辐射等因素影响较大，所以场效应管比三极管的温度稳定性好。
互换性：场效应管在源极未与衬底连在一起时，源极和漏极可以互换使用，且特性变化不大，而三极管的集电极与发射极互换使用时，其特性差异很大，b 值将减小很多。
噪声特性：场效应管的噪声系数很小，在低噪声放大电路的输入级及要求信噪比较高的电路中要选用场效应管。
应用趋势：场效应管和普通晶体三极管均可组成各种放大电路和开关电路，但是场效应管制造工艺简单，并且又具有普通晶体三极管不能比拟的优秀特性，在各种电路及应用中正逐步的取代普通晶体三极管，目前的大规模和超大规模集成电路中，已经广泛的采用场效应管。