假美猴王之三極管與MOS管,誰是悟空,誰又是六耳獼猴

在上一篇文章《 》中我們講到了美猴王的出世,也就是STM32的啟動方式。今天來跟大家聊聊真假美猴王之三極管與MOS管的區別。從外形來看,這兩種元器件極其相似,都是三條腿。在應用上某些情況下甚至可以相互替換,比如在模擬電路中可以起放大作用,在數字電路上可以起到開關作用。


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三極管與MOS管

三極管,全稱叫做半導體三極管,有時也稱作晶體三極管或者晶體管,是一種控制電流的半導體器件。三極管是由兩個PN結組成的,根據PN結不同的組合方式可以分成PNP型和NPN型兩種。


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NPN和PNP型三極管

如上圖所示,對於NPN型三極管來說,我們一般用於通過基極來控制集電極一側電流流向發射極一側的電路中。當給基極施加一個正向偏置電壓(一般為0.7V)時,集電極到發射級就導通了;對於PNP型三極管,則正好相反,用於通過基極來控制發射級一側電流流向集電極一側的電路中。當給基極施加一個負向偏置電壓(一般為-0.7V)時,發射級到集電極就導通了。

MOS管即金屬氧化物半導體場效應管,分為P溝道(PMOS)和N溝道(NMOS)兩種。


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N溝道MOS管

N溝道結型場效應管是在N型半導體硅片的兩側裝上了兩個P型半導體硅片,這樣想成了兩個PN的結構。N型半導體的兩側分別為漏極和源極,兩個P型半導體為柵極。

當對柵極施加正電壓,Ugs使得PN結反偏,隨著Ugs絕對值不斷變大,溝道由寬逐漸變窄,最後夾斷。

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P溝道MOS管

P溝道結型場效應管是在P型半導體硅片的兩側裝上了兩個N型半導體硅片,這樣想成了兩個PN的結構。P型半導體的兩側分別為漏極和源極,兩個N型半導體為柵極。

當對柵極施加負電壓,Ugs使得PN結反偏,隨著Ugs絕對值不斷變大,溝道由寬逐漸變窄,最後夾斷。

瞭解完三極管和MOS管的工作原理,那麼我們就比較容易區分兩者之間的不同了。

(1)控制方式不同:Ugs使得JFET柵極與溝道之間的PN結反偏,所以柵極電流Ig≈0,輸入電阻很高,通過輸入電壓來控制漏極電流,所以場效應管是電壓控制元件,而晶體管是電流控制元件。

(2)功耗不同:三極管因為是電流控制元件,所以功耗相對於MOS管要比較大。所以要看我們電路的具體應用,比如在一些物聯網低功耗類的設備中使用,應優先選擇MOS管。

(3)響應速度不同:三極管是靠載流子的運動來工作的,三極管工作時,兩個pn結都會感應出電荷,當做開關管處於導通狀態時,三極管處於飽和狀態,如果這時三極管截至,pn結感應的電荷要恢復到平衡狀態,這個過程需要時間。所以在需要高速做出響應的應用中應優先選擇MOS管。

(4)承受電流上限不同:一般情況下三極管的承受電流上限比MOS管要小,所以電路設計時一定要充分計算所需要的電流,然後進行選擇。

(5)價格不同:三極管的優勢就是價格比較便宜,在一些對功耗,速度,電流等因素要求不是很高的情況下,三極管是首選。畢竟我們做產品是為了掙錢,一個產品上省一點,上量了也是一筆不小的開支。

朋友們,到這裡,相信聰明的你已經分出了真假美猴王分別是誰。小編心中的美猴王是那個能少吃飯,多工作,效率高,最好能九九六的。你心中的美猴王和六耳獼猴又分別是誰呢?歡迎在下方評論留言!


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