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原文來(lái)自原創(chuàng)書籍《硬件設(shè)計(jì)指南 從器件認(rèn)知到手機(jī)基帶設(shè)計(jì)》:
根據(jù)導(dǎo)電溝道的不同,MOS可以細(xì)分為NMOS和PMOS兩種。圖1-49 是NMOS的示意圖,從圖中紅色框內(nèi)可以看到,MOS在D、S極之間并聯(lián)了一個(gè)二極管,有人說(shuō)這個(gè)二極管是寄生二極管,有人說(shuō)是體二極管,很多同學(xué)非常好奇:為什么要并聯(lián)這個(gè)二極管?是否可以刪除?有什么用呢?
圖1-49 MOS與寄生二極管/體二極管
這要從MOS的工藝和結(jié)構(gòu)說(shuō)起,不管是MOS還是二極管,都是由半導(dǎo)體材料構(gòu)成,我們都知道二極管是由一對(duì)PN結(jié)組成,見圖1-50 ,P型區(qū)對(duì)應(yīng)二極管的陽(yáng)極,N型區(qū)對(duì)應(yīng)二極管的陰極,中間是PN結(jié)。
圖1-50 二級(jí)管和PN結(jié)
我們回過(guò)頭看下MOS結(jié)構(gòu),從圖1-51 (1)可以看出,MOS中的氧化物O指的是二氧化硅SiO2,SiO2不導(dǎo)電,所以G極基本不走電流,MOS是電壓驅(qū)動(dòng)器件,因此MOS功耗比較低。從圖1-51 (1)還可以看出,MOS除了D、G、S三個(gè)極之外,還有一個(gè)中間極,中間極和S極有連接關(guān)系(虛線),因此(2)MOS的電路符號(hào)中,會(huì)將MOS內(nèi)部指向溝道的箭頭和S極連接在一起(凡事有因有果,世界上沒(méi)有無(wú)緣無(wú)故的愛也沒(méi)有無(wú)緣無(wú)故的恨)。
從圖1-51 (3)中可以看到,從D極的N型區(qū)->中間P型區(qū)->S極,剛好構(gòu)成了一個(gè)二極管結(jié)構(gòu)(結(jié)合圖1-50 理解),這就是MOS符號(hào)中并聯(lián)了一個(gè)二極管的原因。
圖1-51 MOS與PN結(jié)
從上面的分析可以知道,這個(gè)二極管是MOS結(jié)構(gòu)和工藝使然的,說(shuō)它是寄生二極管其實(shí)不太合適,體二極管(body-diode)的稱呼還是相對(duì)準(zhǔn)確一些。那么這個(gè)體二極管,有什么用呢?在一些場(chǎng)景下,是不希望有這個(gè)二極管的存在,這會(huì)使得S極和D極之間有漏電的可能性。
有恨必有愛,在另一些場(chǎng)景下就是利用這個(gè)二極管導(dǎo)電的特性,讓系統(tǒng)正常工作。后面章節(jié)電池保護(hù)原理中就有介紹,有的電池保護(hù)板,在鋰電池過(guò)放后,會(huì)開啟保護(hù)功能:關(guān)閉放電MOS。當(dāng)插上充電器后,就利用MOS體二極管,使得電路導(dǎo)通,系統(tǒng)正常工作,見圖1-52 ,以上就是MOS符號(hào)并聯(lián)二極管的原因以及使用介紹。
圖1-52 MOS體二極管的續(xù)流作用
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審核編輯 黃宇
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