超致MOS管主要由載流子導(dǎo)電，也稱為單極晶體管。屬于壓控半導(dǎo)體器件。具有輸入電阻高（10M~1000MΩ）、噪聲低、功耗低、動(dòng)態(tài)范圍寬、易于集成、無二次擊穿現(xiàn)象、安全工作區(qū)域大等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已成為功能強(qiáng)大的雙極晶體管、功率晶體管競爭者。

　　一、超致MOS管中的寄生二極管

　　MOS管內(nèi)部有一個(gè)二極管標(biāo)識(shí)，但這是MOS管的體二極管，也叫寄生二極管。這存在于單個(gè) MOS 管器件中，但不存在于集成電路光刻中?？善鸬椒聪虮Ｗo(hù)和續(xù)流作用。正向電壓降通常約為 0.7 至 1V。由于此二極管的存在，MOS 器件不能簡單地視為電路中的開關(guān)。例如，在充電電路中，在充電完成并移除電源后，電池會(huì)反向向外界供電，這通常是不希望的結(jié)果。一種常見的解決方案是在背面添加一個(gè)二極管以防止反向功率傳輸。這是可能的，但二極管的特性要求正向壓降為 0.6 至 1V。對(duì)于大電流，會(huì)在產(chǎn)生熱量的同時(shí)產(chǎn)生能量。它被浪費(fèi)了，使整臺(tái)機(jī)器的能源效率降低。另一種方法是背靠背添加MOS管，利用MOS管的低導(dǎo)通電阻來達(dá)到節(jié)能的目的。此功能的另一個(gè)常見應(yīng)用是低壓同步整流。

　　二、超致MOS管的寄生電容

　　超致MOS管柵極通過金屬氧化物與襯底形成電容，這稱為寄生電容。 超致MOS管質(zhì)量越高，金屬膜越薄，寄生電容越大。 MOS管常見的寄生電容在nF量級(jí)。該參數(shù)是MOS管選型中很重要的參數(shù)之一，應(yīng)明確考慮。

　　那為什么這個(gè)寄生電容很重要呢?在用超致MOS管控制大電流的開/關(guān)時(shí)，往往需要幾十kHz到幾MHz的開關(guān)頻率。在該應(yīng)用中，柵極信號(hào)具有交流特性。頻率越高，交流分量和寄生電容就越高。通過以交流電的形式通過電流可以形成柵極電流。功耗和發(fā)熱問題不容忽視，成為大問題。追求高速需要強(qiáng)大的柵極驅(qū)動(dòng)，這就是原因。想象一個(gè)微弱的驅(qū)動(dòng)信號(hào)立即變?yōu)楦唠娖?。然而，“填充”寄生電容需要時(shí)間，會(huì)減慢上升沿，并對(duì)開關(guān)頻率構(gòu)成重大威脅，直至其失效。 .

　　三、超致MOS管過熱的原因

　　超致MOS管發(fā)熱的主要原因之一是寄生電容在頻繁循環(huán)開關(guān)時(shí)表現(xiàn)出交流特性，具有阻抗和整形電流。有電流就會(huì)發(fā)熱，沒有電場就沒有電流。另一個(gè)原因是當(dāng)柵極電壓緩慢增加時(shí)，ON 狀態(tài)需要“通過”一個(gè)從 OFF 到 ON 的臨界點(diǎn)。此時(shí)，導(dǎo)通電阻較大，發(fā)熱比較強(qiáng)烈。第三個(gè)原因是導(dǎo)通后通道內(nèi)有電阻，電流過大產(chǎn)生熱量。主要的熱量考慮因素是第 1 點(diǎn)和第 3 點(diǎn)。許多MOS晶體管具有高結(jié)溫保護(hù)。結(jié)溫是金屬氧化物下方溝道區(qū)的溫度，通常為150攝氏度。超過這個(gè)溫度，MOS管就不能導(dǎo)通了。當(dāng)溫度下降時(shí)恢復(fù)活力。請(qǐng)注意此保護(hù)狀態(tài)的后果。重要的對(duì)策是加散熱片，布線時(shí)也要考慮散熱問題。同時(shí)，在選擇機(jī)型時(shí)要注意以上參數(shù)。

　　四、如何區(qū)分超感應(yīng)超致MOS管管腳

　　上面我們提到了寄生二極管，這個(gè)二極管可以用來確定管腳。使用萬用表二極管齒輪測試三個(gè)引腳中的每一個(gè)。如果發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)引腳和另外兩個(gè)引腳無法檢測到二極管，則此引腳為門控 GATE。如果可以測試二極管的壓降，則可以根據(jù)MOS的N型和P型來確定源漏。

　　五、超致MOS管選擇要慎重

　　1. VDSS（故障電壓）：該電壓應(yīng)適當(dāng)?shù)剡x擇，通常是求和電壓值的峰值的兩倍。

　　2、VGS(th)（開啟電壓）：NMOS的情況下，Vgs超過一定值時(shí)開啟，所以適合源極接地（低邊驅(qū)動(dòng)）時(shí)。 PMOS 在 Vgs 下降到一定值以下時(shí)開啟，因此適合將源極連接到 VCC（高端驅(qū)動(dòng)）。

　　3. RDS(on)（漏源電阻）：該值應(yīng)保持盡可能低，因?yàn)樘蟮碾娮钑?huì)增加功耗。并且當(dāng)功耗增加時(shí)，溫度升高會(huì)加速。

　　4、ID(on-current)：請(qǐng)注意這個(gè)電流值一般是在散熱充分的條件下測得的，是實(shí)驗(yàn)室條件下的參數(shù)值。一般來說，如果MOS管散熱不好，這些限制參數(shù)就會(huì)大大降低。

　　六、總結(jié)

　　總之，要想安全穩(wěn)定地使用超致MOS管，除了以上幾點(diǎn)，還有很多需要注意的地方，還有各種安全措施。廣大電子愛好者、電子行業(yè)從業(yè)人員及有經(jīng)驗(yàn)技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，采取切實(shí)措施，安全有效地使用超致MOS管。