MOS管導通特性詳解
一、NMOS與PMOS導通基礎特性
NMOS 導通特性
NMOS 管在 Vgs（柵源電壓）大于一定值時導通，這種特性使其在源極接地的場合（即低端驅動）有著廣泛的應用。其電流流向為從源極（S）到漏極（D），當在柵極（G）和源極之間施加正向偏置電壓，滿足 Vgs≥Vth（閾值電壓）時，NMOS 即可導通，此時 Vgd（柵漏電壓）可為正值或零。一般來說，NMOS 的閾值電壓 Vth 在 0.2V 到 0.7V 之間，受器件尺寸和工藝影響。
mos管的工作區域
mos管的工作區域
PMOS 導通特性
PMOS 管的導通條件是 Vsg（柵源電壓，這里用 Vsg 強調 PMOS 的電壓極性方向與 NMOS 不同）大于一定值，適合源極接 VCC（高端驅動）的情況。電流流向為從漏極（D）到源極（S），當柵極（G）和源極之間施加負向偏置電壓，且 Vgs≤Vth（閾值電壓，通常為負值）時導通，此時 Vgd 可為負值或零。PMOS 的閾值電壓 Vth 一般在 - 0.2V 到 - 0.7V 之間，同樣取決于器件尺寸和工藝。
二、影響閾值電壓的因素
MOS 管的閾值電壓受多種因素影響。襯底摻雜濃度越高，對應 MOS 管的閾值電壓也越大。此外，金屬半導體功函數、柵氧化層電容以及襯底偏置效應等也會影響閾值電壓。由于 NMOS 和 PMOS 的襯底濃度不同，一般情況下，PMOS 的閾值電壓絕對值要比 NMOS 的更大一些。
三、NMOS 導通特性補充說明
NMOS 管在柵極高電平時（|VGS| > Vt，即 G 電位比 S 電位高）導通，低電平時斷開，適用于控制與地之間的導通。而當 |VGS| > Vt 且 G 電位比 S 電位低時，NMOS 導通，可用于控制與電源之間的導通。這種特性使得 NMOS 管在數字電路和模擬電路中能夠靈活地實現各種邏輯和控制功能，例如在開關電路中作為電子開關使用，或者在放大電路中作為放大器件來穩定和放大信號。
四、MOS 管工作區域概述
MOS 管的工作區域主要分為截止區、線性區和飽和區。當 Vgs < Vth（對于 NMOS 是 Vgs < Vth，PMOS 是 Vgs > Vth，因為 PMOS 的閾值電壓為負）時，MOS 管處于截止區，相當于開關斷開，幾乎沒有電流流過。當 Vgs ≥ Vth（NMOS）或 Vgs ≤ Vth（PMOS），且 Vds（漏源電壓）較小，使得電場主要集中在溝道附近時，MOS 管處于線性區，此時電流與電壓呈線性關系，可看作是一個可變電阻。而當 Vds 較大，溝道中的電場強度足夠大，導致載流子漂移速度飽和時，MOS 管進入飽和區，此時電流幾乎與 Vds 無關，主要受 Vgs 控制，這一特性使得 MOS 管在放大電路和開關電源等應用中能夠實現高效的信號放大和能量轉換。
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