MOS管是一種具有特殊功能的半導(dǎo)體器件，其英文全稱為Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，即金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管。它在電路中通常作為開關(guān)使用，通過改變柵極電壓來控制源極和漏極之間的導(dǎo)通和截止。

在一塊金屬膜上制作兩個(gè)電極A和B，分別與源極和漏極相連。當(dāng)給其中一個(gè)電極加上正向電壓時(shí)，該電極將產(chǎn)生電子并沿電場方向移動(dòng)形成空穴；而給另一個(gè)電極加上反向電壓時(shí)，該電極將產(chǎn)生空穴并將電子向反方向推回至金屬膜表面形成一個(gè)回路，從而阻止電子流動(dòng)而產(chǎn)生電流輸出到負(fù)載電阻上。

由于MOS管的輸入電阻很大，對負(fù)載電流的變化不敏感，因此即使外加電源電壓變化，它也能保持截止?fàn)顟B(tài)不變（即開路）。當(dāng)外電路接通且負(fù)載電流增大時(shí)，由于基區(qū)電阻較大而呈現(xiàn)高阻抗特性，使輸出電壓減小直至截止。

MOS管的工作原理

MOS管一般有耗盡型和增強(qiáng)型兩種。這里我們以增強(qiáng)型MOS為例分析。

MOS管由漏極、源極和柵極組成，還分為N溝和P溝兩種MOS管。首先我們將漏極接到電源正極，源極接到電源負(fù)極。對mos管而言，在柵極無電壓情況下，源極與漏極之間是兩個(gè)背對背二極管，而不會(huì)有電流通過，此時(shí)的mos管處于截止?fàn)顟B(tài)。

如上圖所示，柵極加電壓時(shí)，當(dāng)電壓小于閾值 VGS (th)時(shí)，柵極與基片 P之間會(huì)因?yàn)殡妶龅淖饔?，?P型半導(dǎo)體的源極和漏極上的負(fù)電子受到吸引而涌向柵極，而因?yàn)檠趸さ淖韪?，將電子聚集在兩個(gè)N溝道之間的半導(dǎo)體中。

如果柵極電壓越高，電子濃度就會(huì)越高。當(dāng)VGS (th)超過一個(gè)閾值，N型半導(dǎo)體將在源極和漏極之間形成一個(gè)電子通道。這段時(shí)間內(nèi)，由于漏極上加了正電壓，會(huì)形成漏極至源極的電流， MOS管導(dǎo)通。

MOS管開關(guān)電路實(shí)例

在電路中，MOS管通常用作開關(guān)，通過改變柵極電壓來控制源極和漏極之間的導(dǎo)通和截止。其電路符號(hào)通常由三個(gè)引腳組成，分別是柵極（G）、源極（S）和漏極（D）。有時(shí)，在源極和漏極之間還會(huì)有一個(gè)表示二極管的符號(hào)。

當(dāng)柵極電壓為0時(shí)，MOS管處于截止?fàn)顟B(tài)，源極和漏極之間沒有導(dǎo)通。當(dāng)柵極電壓大于閾值電壓時(shí)，MOS管進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，源極和漏極之間形成導(dǎo)電通道。

在電路中，可以使用電阻、電容、二極管等元件與MOS管一起構(gòu)成各種電路。例如，通過在柵極上施加一個(gè)控制信號(hào)，可以將MOS管作為開關(guān)來控制電流的通斷。

此外，根據(jù)不同的工作電壓和電流要求，可以選擇不同類型和規(guī)格的MOS管，如N溝道或P溝道、高低壓驅(qū)動(dòng)等。

在下圖所示的電路中，增強(qiáng)型 N 溝道MOS管用于切換簡單的燈“ON”和“OFF”（也可以是 LED）。

柵極輸入電壓VGS被帶到適當(dāng)?shù)恼妷弘娖揭源蜷_器件，因此燈負(fù)載要么“打開”，（V GS = +ve），要么處于將器件“關(guān)閉”的零電壓電平，（V GS = 0V）。

如果燈的電阻負(fù)載要由電感負(fù)載（如線圈、螺線管或繼電器）代替，則需要與負(fù)載并聯(lián)一個(gè)“續(xù)流二極管”，以保護(hù)MOS管免受任何自生反電動(dòng)勢的影響。

上面顯示了一個(gè)非常簡單的電路， 用于切換電阻負(fù)載，例如燈或 LED 。但是，當(dāng)使用功率mos管切換感性或容性負(fù)載時(shí)，需要某種形式的保護(hù)來防止mos管器件受損。驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載與驅(qū)動(dòng)容性負(fù)載的效果相反。

例如，沒有電荷的電容是短路的，導(dǎo)致高“涌入”電流，當(dāng)我們從感性負(fù)載上移除電壓時(shí)，隨著磁場崩潰，我們會(huì)產(chǎn)生很大的反向電壓，從而導(dǎo)致感應(yīng)繞組中的感應(yīng)反電動(dòng)勢。