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原文來自我的原創(chuàng)書籍《硬件設(shè)計(jì)指南 從器件認(rèn)知到手機(jī)基帶設(shè)計(jì)》
昨天發(fā)文介紹了MOS管,有同學(xué)留言體二極管部分沒看懂,恰好我的書里有相關(guān)介紹,今天摘出分享給大家。
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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(xì)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(gè)二極管,有人說這個(gè)二極管是寄生二極管,有人說是體二極管,究竟哪個(gè)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(gè)二極管?是否可以刪除呢?
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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(fù)極。
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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(dòng)極G基本不走電流,因此MOS功耗比較低,是電壓型驅(qū)動(dòng)器件。
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從(1)也可以看出,MOS除了D、G、S三個(gè)極之外,還有一個(gè)Sub極,Sub和S極有連接關(guān)系,因此(2)MOS的電路符號(hào)中,會(huì)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(gè)二極管結(jié)構(gòu),并且處于反偏狀態(tài),這就是MOS符號(hào)中并聯(lián)了一個(gè)二極管的原因。
從上面的分析可以知道,這個(gè)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(shí)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(gè)體二極管,有什么用呢?在一些場景下,是不希望有這個(gè)二極管的存在,這會(huì)使得S極和D極之間有漏電的可能性。
原文來自我的原創(chuàng)書籍《硬件設(shè)計(jì)指南 從器件認(rèn)知到手機(jī)基帶設(shè)計(jì)》
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有愛必有恨,在另一些場景下就是利用這個(gè)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(hù)1:鋰電池過放保護(hù)原理UVP》,就有介紹,有的電池保護(hù)板,在鋰電池過放后,會(huì)開啟保護(hù)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。
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以上就是MOS符號(hào)并聯(lián)二極管的原因,以及使用介紹。
原文來自我的原創(chuàng)書籍《硬件設(shè)計(jì)指南 從器件認(rèn)知到手機(jī)基帶設(shè)計(jì)》
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