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為什么MOS管要并聯(lián)個二極管?MOS管并聯(lián)二極管的作用?

出處:工程師看海 發(fā)布于:2023-01-03 16:37:33

    MOS管,是MOSFET的縮寫,全拼是Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,翻譯過來是金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管,根據(jù)導(dǎo)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(nèi)可以看到,MOS在D、S極之間并聯(lián)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(zhǔn)確呢?很多同學(xué)也非常好奇:為什么要并聯(lián)這個二極管?是否可以刪除呢?

   

    這要從MOS的工藝和結(jié)構(gòu)說起,不管是MOS還是二極管,都是由半導(dǎo)體材料構(gòu)成,我們都知道二極管是由一對PN結(jié)構(gòu)成,見下圖,P型區(qū)對應(yīng)二極管的陽極,N型區(qū)對應(yīng)二極管的負極。

   

    我們回過頭看下MOS結(jié)構(gòu),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(dǎo)電,所以驅(qū)動極G基本不走電流,因此MOS功耗比較低,是電壓型驅(qū)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(guān)系,因此(2)MOS的電路符號中,會將MOS內(nèi)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(qū)->中間P型區(qū)->Sub極->S極,剛好構(gòu)成了一個二極管結(jié)構(gòu),并且處于反偏狀態(tài),這就是MOS符號中并聯(lián)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(jié)構(gòu)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(zhǔn)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(dǎo)電的特性,讓系統(tǒng)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(guān)閉放電MOS。當(dāng)插上充電器后,就利用MOS體二極管,使得電路導(dǎo)通,系統(tǒng)正常工作。

  

    以上就是MOS符號并聯(lián)二極管的原因,以及使用介紹。
關(guān)鍵詞:MOS管

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