在NMOS中,电流是从源极流向漏极还是反向流动?


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在NMOS中,电流是从源极流向漏极还是反向流动?

这个Wikipedia页面让我感到困惑:http : //en.wikipedia.org/wiki/MOSFET

图片让我感到困惑

上图使我感到困惑。对于N通道,它显示二极管的极性在某些情况下朝向源极,而在另一些情况下则远离源极。

我想知道哪个端子应该连接到电源(即正极电池端子),哪个端子应该连接到电力用户(即电动机)。

Answers:


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常规电流在N沟道MOSFET中从漏极流到源极。
箭头表示MOSFET中体二极管的方向,通过衬底在源极和漏极之间具有寄生二极管。蓝宝石上的硅中缺少该二极管。

2a是JFet如此不同的拓扑。

2d是没有体二极管的MOSFET。一世'

\ 2e是耗尽型FET-导通,没有栅极电压,并带负电压以关闭FET。因此,二极管具有其他极性,否则只要有栅极电压,体二极管就会导通。


通常,在数字电路中使用2d(甚至更好,没有箭头,因为源极/漏极取决于电压,而不是先验地确定)。实际上,大块通常连接到电源轨(VCC或GND,取决于MOSFET的极性)。但是,是的,存在不带体二极管的“ MOSFET”:薄膜晶体管(有机或无机)就是一个例子。
next-hack

@ next-hack(2)是的。还要绝缘衬底设备,例如Saphire上的硅。(1)我不喜欢无箭头符号。您的“……由电压决定……”的注释有点含糊(本质上没有错,在这里只是不确定的意思。)给定的物理设备始终是P或N通道,并且这三个通道的源和标识终端不变。通道通过Vgs在2个象限中增强,因此在N通道中,电流可能是D到S或S到DBUT。Vgs必须始终为正才能打开设备。我知道您知道这一点,但我读过您的评论却有其他建议。
罗素·麦克马洪

是的,很抱歉,我指的是IC中的平面MOSFET,它们是对称的,并且将它们绘制为3端子设备,因为基板连接到VDD(pMOSFET)或GND(nMOSFET)。
下一次入侵

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当MOSFET中存在沟道时,电流可以从漏极流到源极,或者从源极流到漏极-这取决于器件在电路中的连接方式。传导通道没有本征极性-在这方面有点像电阻器。

但是,MOSFET内部的本征二极管与传导通道并联。当存在导电通道时,二极管被分流,电流流经电阻最小的路径(该通道)。当通道关闭时,二极管处于工作状态,并且会根据漏-源电流极性而导通或截止。

如图所示,既有N通道和P通道设备,也有增强模式和耗尽模式设备。在所有这些情况下,电流可以从源极流到漏极,也可以从漏极流到源极-这仅取决于设备在电路中的连接方式。

您的图片显示设备中的本征二极管-朝向或远离栅极的箭头表示通道类型(N通道指向栅极,P通道指向远离栅极)。

n沟道增强MOSFET

此符号向您显示了漏极和源极之间的固有二极管。

Vgate>Vsource

Vgate<Vsource

N沟道delpetion装置具有由缺省信道,并且需要在栅极上的电压,以打开通道比源关闭。通过将栅极至源极电压增加至0以上,可以在一定程度上扩展通道。

P沟道耗尽器件还具有默认的信道,需要在栅极的电压更高的比源以打开通道关闭。通过将栅极至源极电压降低至0以下,可以在一定程度上加宽沟道。


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我希望维基百科的文章这么清楚。
Timmmm 2015年

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好的答案,谢谢。我认为,如果您也解释二极管的用途,那么答案将是有益的。当然,假设有一个简单的解释。
紫罗兰色长颈鹿

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@VioletGiraffe这不是任何事情,真的。这只是零件物理构造的结果。一些精明的设计确实使用了它,而一些制造商也对其性能进行了说明。
亚当·劳伦斯

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我没有参加任何半导体课程,但是如果您对限于电路级操作的答案感兴趣,那么快速的答案是:

使用NMOS时,电流从漏极到源极(箭头指向远离源极处的器件)流动,而使用PMOS,电流从源极到漏极(箭头指向源极处的器件)。

在上图中,P通道一词是指在Gate下方形成的通道类型。P表示在P型半导体上形成沟道,而N表示N型半导体。

关于混乱。你是对的,这令人困惑。您所看到的被称为源-主体绑定终端。在某些应用程序中,此功能很有用(请参见下文,更多信息。)暂时将其忽略。

通常,在检查模拟电路原理图时,通常会在晶体管的源极端子上看到箭头。

通常,在检查数字晶体管级原理图时(与门级相对,即AND,OR,XOR门),没有箭头。区别在于,PMOS在Gate端子上将有一个小气泡,而NMOS将没有任何气泡。可以肯定的是,它们在模拟和数字应用中实际上都是相同的晶体管(PMOS和NMOS)。但是它们的操作方式却大不相同。

初学者趣闻趣闻晶体管是一种四端器件:栅极,漏极,源极和主体。作为微电子学的介绍,通常会先忽略身体的末端,而只是帮助您熟悉主要方程式。但是,存在一种称为体效应的半导体现象,在计算晶体管的静态工作点方面,手工计算增加了一层复杂性(静态工作点是您会遇到的一个重要字眼;这真是太奇特了。表示相关晶体管的IV或电流电压工作点的单词。)

对晶体管建模是一项非常复杂的工作,本身就是电气工程或应用物理学科。微电子学中的任何入门教科书通常都以一章开头提到pn结(一种掺杂的硅半导体)。

如果您真的很感兴趣,并且对二次方程和代数有基本的了解,则可以阅读一下Behzad Razavi撰写的入门入门教科书。我希望我在大学读微电子学时有这本书。但是,它假定您对基本电路(即电阻器,电容器和电感器)有所了解。


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了解如何以最大的精度对FET建模可能需要大学课程或同等学历。但是,大多数爱好者应该能够理解基本模型以及如何在电路中使用它。
Photon

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是的,电流可以从漏极流到源极,反之亦然。为了进一步简化,我想在@Adam Lawrence提到的内容中添加一些内容。

我确定您熟悉CMOS晶体管的横截面。您可以从中心垂直线看到Mosfet的横截面是偶数。因此,无论哪个端子(在nmos两侧的两个端子中)具有比另一个端子更高的电压,这将成为您的漏极(对于NMOS),而电压较低的另一个端子将成为源极(对于nmos)。对于pmos,则相反。

不过,在使用内部3体内部已连接至源极(对于nmos)或漏极(对于pmos)的离散3引脚Mosfet(即SiHG47N60EF)进行购买/交易时,请务必小心。这使得mosfet引脚如数据表中所述是预先定义的。在这种情况下,对于nmos,较高的电压端子为漏极,较低的电压端子为源仍然是正确的。但是,如果如数据表中所述将较高的电压施加到预定义的电源,则阈值电压将与数据表中所述的阈值电压不同。而且您的晶体管的性能将与数据手册中规定的不同。

在此处输入图片说明


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但是这种基于电压的开关在大多数实际的晶体管中是不起作用的,因为它们是偶极的,对吗?
PitaJ

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对,他们是。这些二极管mosfet称为反向体二极管,其结构与上面的二极管稍有不同,您是对的,如果交换漏极和源极引脚,它们将不起作用。上图描绘了通常在集成芯片(即VLSI设计)中提及的MOSFET。
dr3patel 2015年

该图显示了集成电路中使用的MOSFET的种类,因为它允许将每个晶体管的源极和漏极连接分开,以连接每个晶体管的衬底为代价,而要求所有源极,栅极和栅极的开销更大。漏极连接应在管芯的同一侧进行。
超级猫
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