MOS基础知识

1、S级，源极，代表发射载流子的级，NMOS则代表发射电子(此时S级为低压侧)，PMOS代表发射空穴（此时S级为高压侧）。S极的符号一般有两根线。

2、MOS或三极管符号中，箭头的方向就是电流的方向，也即PN结的方向。

3、N沟道MMOSFET中使用的衬底类型是P型。类似NPN三极管

P沟道MOSFET中使用的衬底类型是N型。类似PNP三极管

4、不论是PMOS还是NMOS，控制结都是源S-栅G，只是PMOS要求VS>VG，而NMOS要求VG>VS，一般手册里面会把PMOS的VGS标注为负值，代表源极S电压高。

耗尽型与增强型MOS管的区别主要在于耗尽型MOS管在G端（Gate）不加电压时有导电沟道存在，而增强型MOS管只有在开启后，才会出现导电沟道；两者的控制方式也不一样，耗尽型MOS管的VGS（栅极电压）可以用正、零、负电压控制导通，而增强型MOS管必须使得VGS>VGS（th）（栅极阈值电压）才行。实际电路中用增强型比较多。

下图是NMOS的示意图，也即N衬底，N沟道。源极S和漏极D都与衬底相连，这个衬底被夹在中间的栅极G给拦出了一条沟。凭什么把衬底的名字作为MOS的名字，而不是把栅极的名字作为MOS的名字？试想一下，你见过用水泥做的水沟，水沟中是水，问你这个水沟是水泥做的，还是水做的？当然是水泥，也即水沟的墙壁的材质，才是水沟的名字。这就是为什么把P衬底叫做P沟道，把N衬底叫做N沟道了。

三极管中的箭头也是PN结的方向，且这个箭头被标注在了控制结上，对于NPN，BE之间的电流控制CE之间的电流，所以箭头在BE上；同理PNP三极管的控制结也在BE上。控制结总是BE所在的结。

对于负载，显然不能接在控制结上，它会影响控制信号，所以负载都在集电极上。

上面这个黄色的图和下面这个图是一模一样的，只是把PNP上下掉了个方向：

找到一个各种mos符号的图如下：这个图里面的箭头方向比较乱，看第一行全是PMOS，箭头有的从S->G，有的从G->S。按照前文的标注规则，箭头要画在控制结上，也即G<->S结上，对于PMOS，电流的流向是S->G，那么下图第一行的第1个、第4个就符合这条规则。第2/5个不知道咋回事

MOS管是FET的一种（另一种为JFET结型场效应管），主要有两种结构形式：N沟道型和P沟道型；又根据场效应原理的不同，分为耗尽型（当栅压为零时有较大漏极电流）和增强型（当栅压为零，漏极电流也为零，必须再加一定的栅压之后才有漏极电流）两种。因此，MOS管可以被制构成P沟道增强型、P沟道耗尽型、N沟道增强型、N沟道耗尽型4种类型产品。

N沟道MOSFET中使用的衬底类型是P型。类似NPN三极管

P沟道MOSFET中使用的衬底类型是N型。类似PNP三极管

每一个MOS管都提供有三个电极：Gate栅极（表示为“G”）、Source源极（表示为“S”）、Drain漏极（表示为“D”）。接线时，对于N沟道的电源输入为D，输出为S；P沟道的电源输入为S，输出为D；且增强型、耗尽型的接法基本一样。

从结构图可发现，N沟道型场效应管的源极和漏极接在N型半导体上，而P沟道型场效应管的源极和漏极则接在P型半导体上。场效应管输出电流由输入的电压（或称场电压）控制，其输入的电流极小或没有电流输入，使得该器件有很高的输入阻抗，这也是MOS管被称为场效应管的重要原因。

1、NMOS

当将衬底B与源极S短接，在栅极G和源极S之间加正电压，即VGS＞0时，如图表3（a）所示，则在栅极与衬底之间产生一个由栅极指向衬底的电场。在这个电场的作用下，P衬底表面附近的空穴受到排斥将向下方运动，电子受电场的吸引向衬底表面运动，与衬底表面的空穴复合，形成了一层耗尽层。

如果进一步提高VGS电压，使VGS达到某一电压VT时，P衬底表面层中空穴全部被排斥和耗尽，而自由电子大量地被吸引到表面层，由量变到质变，使表面层变成了自由电子为多子的N型层，称为“反型层”，如图表3（b）所示。

反型层将漏极D和源极S两个N+型区相连通，构成了漏、源极之间的N型导电沟道。把开始形成导电沟道所需的VGS值称为阈值电压或开启电压，用VGS（th）表示。显然，只有VGS＞VGS（th）时才有沟道，而且VGS越大，沟道越厚，沟道的导通电阻越小，导电能力越强；“增强型”一词也由此得来。

NMOS和NPN三极管类似，给出一个导通条件的示例电压：D：12V，G：5V，S：0V。负载一般接在D端。GS电压超过阈值电压时，则DS被导通。

2、P沟道增强型场效应管原理

P沟道增强型MOS管因在N型衬底中生成P型反型层而得名，其通过光刻、扩散的方法或其他手段，在N型衬底（基片）上制作出两个掺杂的P区，分别引出电极（源极S和漏极D），同时在漏极与源极之间的SiO2绝缘层上制作金属栅极G。其结构和工作原理与N沟道MOS管类似；只是使用的栅-源和漏-源电压极性与N沟道MOS管相反。

在正常工作时，P沟道增强型MOS管的衬底必须与源极相连，而漏极对源极的电压VDS应为负值，以保证两个P区与衬底之间的PN结均为反偏，同时为了在衬底顶表面附近形成导电沟道，栅极对源极的电压也应为负。

给出一个PMOS导通的示例电压：S：12V ，G:9V，D：0V。

下面是一个PMOS的参数表：VDS代表从D到S的压降，也即S比D高100v，S为高压侧。

下图是某个PMOS的导通特性参数表：

VGS为[-1,-2.5]v之间时导通，具体值取决于温度、工艺的不一致性、DS之间的电压等。

负值代表S比G的电压高。