MOS管構造、特性及電壓極性和符號規則
MOS管什麽是MOS管？
mos器件的工作原理是什么？MOS管是什么？MOS管全称金属—氧化物—半导体场效应晶体管或称金属—绝缘体—半导体场效应晶体管，英文名metal oxide semiconductor，属于場效應管中的绝缘栅型，因此，MOS管有时候又称为绝缘栅場效應管。
mos器件的工作原理
mos器件的工作原理，從上圖一可以看出增強型MOS管的漏極D和源極S之間有兩個背靠背的PN結。
當柵-源電壓VGS=0時，即使加上漏-源電壓VDS，總有一個PN結處于反偏狀態，漏-源極間沒有導電溝道（沒有電流流過），所以這時漏極電流ID=0。
此时若在栅-源极间加上正向电压，图二所示，即VGS＞0，则栅极和硅衬底之间的SiO2绝缘层中便产生一个栅极指向P型硅衬底的电场，由于氧化物层是绝缘的，栅极所加电压VGS无法形成电流，氧化物层的两边就形成了一个电容，VGS等效是对这个电容充电，并形成一个电场，随着VGS逐渐升高，受栅极正电压的吸引，在这个电容的另一边就聚集大量的电子并形成了一个从漏极到源极的N型导电沟道，当VGS大于管子的开启电压VT（一般约为 2V）时，N沟道管开始导通，形成漏极电流ID，我们把开始形成沟道时的栅-源极电压称为开启电压，一般用VT表示。控制栅极电压VGS的大小改变了电场的强弱，就可以达到控制漏极电流ID的大小的目的，这也是MOS管用电场来控制电流的一个重要特点，所以也称之为場效應管。
MOS管構造
讲了mos器件的工作原理后，现在来了解一下MOS管的构造。在一块掺杂浓度较低的P型半导体硅衬底上，用半导体光刻、扩散工艺制作两个高掺杂浓度的N+区，并用金属铝引出两个电极，分别作为漏极D和源极S。然后在漏极和源极之间的P型半导体表面复盖一层很薄的二氧化硅(Si02)绝缘层膜，在再这个绝缘层膜上装上一个铝电极，作为栅极G。这就构成了一个N沟道(NPN型)增强型MOS管。显然它的栅极和其它电极间是绝缘的。圖2所示 A 、B分别是它的结构图和代表符号。
同樣用上述相同的方法在一塊摻雜濃度較低的N型半導體矽襯底上，用半導體光刻、擴散工藝制作兩個高摻雜濃度的P+區，及上述相同的柵極制作過程，就制成爲一個P溝道(PNP型)增強型MOS管。下圖所示分別是N溝道和P溝道MOS管道結構圖和代表符號。
圖2
MOS管的特性
上述mos器件的工作原理中可以看出，MOS管的柵極G和源極S之間是絕緣的，由于Sio2絕緣層的存在，在柵極G和源極S之間等效是一個電容存在，電壓VGS産生電場從而導致源極-漏極電流的産生。此時的柵極電壓VGS決定了漏極電流的大小，控制柵極電壓VGS的大小就可以控制漏極電流ID的大小。這就可以得出如下結論：
1) MOS管是一个由改变电压来控制电流的器件，所以是电压器件。
2) MOS管道输入特性为容性特性，所以输入阻抗极高。
MOS管的電壓極性和符號規則
上圖是N溝道MOS管的符號，圖中D是漏極，S是源極，G是柵極，中間的箭頭表示襯底，如果箭頭向裏表示是N溝道的MOS管，箭頭向外表示是P溝道的MOS管。
在實際MOS管生産的過程中襯底在出廠前就和源極連接，所以在符號的規則中;表示襯底的箭頭也必須和源極相連接，以區別漏極和源極。
P溝道MOS管的符號
MOS管應用電壓的極性和我們普通的晶體三極管相同，N溝道的類似NPN晶體三極管，漏極D接正極，源極S接負極，柵極G正電壓時導電溝道建立，N溝道MOS管開始工作。
同樣P道的類似PNP晶體三極管，漏極D接負極，源極S接正極，柵極G負電壓時，導電溝道建立，P溝道MOS管開始工作。
MOS管和晶體三極管相比的重要特性
1) 場效應管的源极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。
2) 場效應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。MOS管道放大系数是(跨导gm)当栅极电压改变一伏时能引起漏极电流变化多少安培。晶体三极管是电流放大系数(贝塔β)当基极电流改变一毫安时能引起集电极电流变化多少。
3) 場效應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。因此場效應管的输入电阻比三极管的输入电阻高的多。
4) 場效應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，所以場效應管比三极管的温度稳定性好。
5) 場效應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。
6) 場效應管的噪声系数很小，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場效應管。
7) 場效應管和普通晶体三极管均可组成各种放大电路和开关电路，但是場效應管制造工艺简单，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，已经广泛的采用場效應管。
