NMOS(N型金屬氧化物半導(dǎo)體)和PMOS(P型金屬氧化物半導(dǎo)體)是兩種基本的場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)類型,它們?cè)?a target="_blank">電子設(shè)備中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。了解這兩種晶體管的電流流向以及導(dǎo)通條件對(duì)于理解它們的工作原理和應(yīng)用至關(guān)重要。
導(dǎo)通條件
NMOS的特性,Vgs大于一定的值就會(huì)導(dǎo)通,適合用于源極接地時(shí)的情況(低端驅(qū)動(dòng)),只要柵極電壓達(dá)到4V或10V就可以了。
PMOS的特性,Vgs小于一定的值就會(huì)導(dǎo)通,適合用于源極接VCC時(shí)的情況(高端驅(qū)動(dòng))。但是,雖然PMOS可以很方便地用作高端驅(qū)動(dòng),但由于導(dǎo)通電阻大,價(jià)格貴,替換種類少等原因,在高端驅(qū)動(dòng)中,通常還是使用NMOS。
NMOS管的主回路電流方向?yàn)镈→S,導(dǎo)通條件為VGS有一定的壓差,一般為5~10V(G電位比S電位高);
PMOS管的主回路電流方向?yàn)镾→D,導(dǎo)通條件為VGS有一定的壓差,一般為-5~-10V(S電位比G電位高)。
NMOS管,一般使用NMOS作為下管使用,S極直接接地(電壓為固定值0V),只需將G極電壓Vgs達(dá)到大于一定的值就會(huì)導(dǎo)通;PMOS,一般使用PMOS作為上管,S極直接接電源VCC,S極電壓固定,只需G極電壓比S極低,Vgs小于一定的值就會(huì)導(dǎo)通。
首先,讓我們從NMOS開始。NMOS晶體管主要由三個(gè)電極組成:柵極(Gate)、源極(Source)和漏極(Drain)。在NMOS晶體管中,當(dāng)柵極電壓低于源極和漏極的電壓時(shí),晶體管會(huì)導(dǎo)通。這是因?yàn)樵贜MOS晶體管中,溝道是由電子形成的,當(dāng)柵極電壓降低時(shí),它會(huì)吸引溝道中的電子,使得溝道變窄,從而允許電流從源極流向漏極。因此,NMOS晶體管的電流流向是從源極到漏極。
PMOS晶體管的結(jié)構(gòu)與NMOS相似,也由柵極、源極和漏極三個(gè)電極組成。然而,PMOS晶體管的工作原理與NMOS不同。在PMOS晶體管中,溝道是由空穴形成的,而不是電子。當(dāng)柵極電壓高于源極和漏極的電壓時(shí),PMOS晶體管會(huì)導(dǎo)通。這是因?yàn)闁艠O電壓的增加會(huì)排斥溝道中的空穴,使得溝道變窄,從而允許電流從源極流向漏極。因此,PMOS晶體管的電流流向也是從源極到漏極。
了解NMOS和PMOS的導(dǎo)通條件對(duì)于正確地設(shè)計(jì)電子設(shè)備至關(guān)重要。在實(shí)際應(yīng)用中,NMOS和PMOS晶體管通常用于構(gòu)建邏輯門、放大器和開關(guān)等電路。在邏輯門中,NMOS和PMOS晶體管可以組合使用,以構(gòu)建出AND、OR、NOT等邏輯門電路。在放大器中,NMOS和PMOS晶體管可以用于放大電壓或電流信號(hào)。在開關(guān)中,NMOS和PMOS晶體管可以用于控制電流的通斷。
此外,NMOS和PMOS晶體管還具有一些其他的特性。例如,NMOS晶體管通常具有較高的輸入阻抗和較低的輸出阻抗,這使得它在某些應(yīng)用中比PMOS晶體管更具優(yōu)勢(shì)。而PMOS晶體管則通常具有較高的輸出阻抗和較低的輸入阻抗,這使得它在某些應(yīng)用中比NMOS晶體管更具優(yōu)勢(shì)。
總之,了解NMOS和PMOS的電流流向以及導(dǎo)通條件是理解它們的工作原理和應(yīng)用的關(guān)鍵。通過正確地設(shè)計(jì)和應(yīng)用NMOS和PMOS晶體管,我們可以構(gòu)建出各種復(fù)雜的電子設(shè)備,從而滿足不同的需求和應(yīng)用場(chǎng)景。
審核編輯 黃宇
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