NMOS和PMOS的区别
NMOS和PMOS的区别
NMOS和PMOS是两种常见的场效应管,它们在构造、导通条件、电流方向等方面存在显著差异。本文将详细介绍这两种管子的工作原理、技术特点以及实际应用中的注意事项。
NMOS和PMOS是两种常见的场效应管,但它们原理不同。NMOS是一种N型场效应管(N型沟道、P型衬底),PMOS是一种P型场效应管(P型沟道、N型衬底)。
NMOS:
PMOS:
MOS管的工作原理:
以N沟道增强型MOS场效应管为例: 它是利用V_GS来控制“感应电荷”的多少,以改变由这些“感应电荷”形成的导电沟道的状况,然后达到控制漏极(D)电流的目的。
MOS管中栅极(G)中箭头的含义:
栅极进行操作时,电子如何在衬底和沟道区之间流动以形成一条沟道,箭头方向就是指的该电子流动方向。对于NMOS,栅极施加比衬底(S极)高的电压,衬底的电子流向栅极沟道方向,栅极处形成一条N沟道,NMOS导通;对于PMOS,栅极施加比衬底(S极)低的电压,栅极沟道的电子流向衬底,栅极处形成一条P沟道,PMOS导通。
不同点:
1. 构造
NMOS是一种N型场效应管(N型沟道、P型衬底),PMOS是一种P型场效应管(P型沟道、N型衬底)。
2. 导通性
NMOS在G、S间加正向电压导通,PMOS在G、S间加反向电压导通。由于NMOS控制端为电子,G、S间施加正电压时,电子会流动,D、S间形成导电通道;PMOS控制端为空穴,G、S间施加反向电压时,空穴会流动,D、S间形成导电通道。
Tips:由于NMOS的Source端一般接GND(低电平),G、S间电压要大于栅极阈值电压,即G、S间接正电压时MOS管才能导通;PMOS的Source端一般接VDD(高电平),G、S间电压要大于栅极阈值电压,即G、S间接负电压时MOS管才能导通。
3. 导通电流方向
导通状态下,NMOS的电流从漏极(D)流向源极(S);PMOS的电流从源极(S)流向漏极(D)。
电流方向原因分析:对于NMOS,D和S都是N极性,要想D和S导通,D和S之间需要形成N沟道,要想形成N沟道,衬底的电子需要流向沟道,因此G电压要比衬底(S)高,所以通常做法是G施加高电压,将S极连接到GND;对于PMOS,D和S都是P极性,要想D和S导通,D和S之间需要形成P沟道,要想形成P沟道,沟道的电子需要流向衬底,因此G电压要比衬底(S)低,所以通常做法是G施加低电压,将S极连接到高电压。
4. 响应速度
NMOS的响应速度通常比PMOS快。在相同的电场下,NMOS中的电子速度比PMOS的空穴速度要快。
相关识别与判断
1. 栅极(G)、漏极(D)、源极(S)的识别
2. NMOS和PMOS的判别
NMOS(此处箭头方向标错,NMOS箭头应朝内):
PMOS:
3. 体二极管(寄生二极管)方向判别:
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。
NMOS:
PMOS:
4. MOS开关实现的功能
(1)信号切换
(2)电压通断
5. 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;电流由D极流向S极。
PMOS:S极接输入,D极接输出;电流由S极流向D极。
6. MOS管重要参数
①封装
②类型(NMOS、PMOS)
③耐压Vds(器件在断开状态下漏极和源极所能承受的最大的电压)
④饱和电流Id
⑤导通阻抗Rds
⑥栅极阈值电压Vgs(th)
7. 从MOS管实物识别管脚
无论是NMOS还是PMOS,按上图方向摆正,中间的一脚为D,左边为G,右边为S。
三极管的管脚识别:同样按照上图方向摆正,中间一脚为C,左边为B,右边为E。
8. 寄生二极管的作用
(1) 防止管子的源极和漏极反接时烧坏MOS管;
(2) 在电路有反向感生电压时,为反向感生电压提供通路,避免反向感生电压击穿MOS管.
原因:MOS管导通方向和二极管导通方向是反向的,当DS极之间的电压过高时(NMOS),这个寄生二极管会反向击穿。让大电流流入地中,从而保护了MOS管.
参考: