上周讨论了MOS管的Rdson和Vgs、Vds有怎样的关系?,这个属于比较细节的问题,在面试中基本不会遇到,但是今天讨论的这个问题还是很有可能碰到的。
一道问题
照例,我们先抛出来一个问题题:MOS管内的体二极管,如何产生的?有什么用?这个可能只是面试中很少碰到,但如果搞不清弄不明,那在研发过程中必然会遇到很实际的问题:很可能掉坑里,自己却不自知。
体二极管的产生
想搞清楚MOS管的体二极管如何产生,需要先从MOS管的构造说起。我们以NMOS管为例,如下图所示:
在P型衬底和源极S没有连接时,此时存在两个PN结:①衬底-S极的PN结;②衬底-D极的PN结。而MOS管通常是将衬底和S极短接在一起,如下图所示:
当衬底和S极在外部短接时,衬底-S极间的PN结相当于被短路,此时只剩下衬底-D极间的PN结,这个就是所谓的MOS管体二极管。PMOS一样存在这样的体二极管,只是方向发生了变化。
该体二极管,不是刻意添加到MOS管中,而是由生产工艺造成。既然体二极管的存在,我们无法规避,那我们如何合理的利用它呢?这就需要了解它的参数指标和作用。
体二极管的方向
关于MOS管体二极管的方向,我相信有很多小伙伴分不清,也记不住,我之前也是这样。但自从按照下面的方法来理解,就再也没有混淆过。
①衬底箭头方向指向G极的是NMOS,衬底箭头方向远离G极的是PMOS,如下图红色箭头所指;
②衬底总是和S极相连,不管是NMOS,还是PMOS,如下图黄色箭头所指;
③体二极管总是和衬底在S极的流向一致,如下图所示,要么是都从S极出来,要么都进入到S极。
前面我们提到NMOS的衬底箭头是指向G极,且和S极相连。那就是从S极出发并指向G极,对应的体二极管也是从S极出发,指向的是D极。
相反,PMOS的衬底箭头是远离G极,且和S极相连。那就是(形象地理解为)从G极出发并进入S极,对应的体二极管是从D极出发,也进入S极。
按照这个理解方法,就可以轻松地记住并画出体二极管的方向。
审核编辑:汤梓红
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原文标题:2000字详解MOS管的体二极管
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