MOS管寄生二極管的由來 作用分析與方向如何判斷解析-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2019-01-25
二極管，（英語：Diode），電子元件當中，一種具有兩個電極的裝置，只允許電流由單一方向流過，許多的使用是應用其整流的功能。而變容二極管（Varicap Diode）則用來當作電子式的可調電容器。大部分二極管所具備的電流方向性我們通常稱之為“整流（Rectifying）”功能。二極管最普遍的功能就是只允許電流由單一方向通過（稱為順向偏壓），反向時阻斷 （稱為逆向偏壓）。因此，二極管可以想成電子版的逆止閥。
是由生產工藝造成的，大功率MOS管漏極從硅片底部引出，就會有這個寄生二極管。小功率MOS管例如集成芯片中的MOS管是平面結構，漏極引出方向是從硅片的上面也就是與源極等同一方向，沒有這個二極管。模擬電路書里講得就是小功率MOS管的結構，所以沒有這個二極管。但D極和襯底之間都存在寄生二極管，如果是單個晶體管，襯底當然接S極，因此自然在DS之間有二極管。如果在IC里面，N—MOS襯底接最低的電壓，P—MOS襯底接最高電壓，不一定和S極相連，所以DS之間不一定有寄生二極管。
當電路中產生很大的瞬間反向電流時，可以通過這個二極管導出來，不至于擊穿這個MOS管。（起到保護MOS管的作用）
溝槽Trench型N溝道增強型功率MOSFET的結構如下圖所示，在N-epi外延層上擴散形成P基區，然后通過刻蝕技術形成深度超過P基區的溝槽，在溝槽壁上熱氧化生成柵氧化層，再用多晶硅填充溝槽，利用自對準工藝形成N+源區，背面的N+substrate為漏區，在柵極加上一定正電壓后，溝槽壁側的P基區反型，形成垂直溝道。
由下圖中的結構可以看到，P基區和N-epi形成了一個PN結，即MOSFET的寄生體二極管。
MOSFET剖面結構
MOS管開關電路學習過模擬電路的人都知道三極管是流控流器件，也就是由基極電流控制集電極與發射極之間的電流；而MOS管是壓控流器件，也就是由柵極上所加的電壓控制漏極與源極之間電流。MOSFET管是FET的一種，可以被制造為增強型或者耗盡型，P溝道或N溝道共四種類型，但實際應用的只有增強型的N溝道MOS管和增強型的P溝道MOS管。實際應用中，NMOS居多。
上圖左邊是N溝道的MOS管，右邊是P溝道的MOS管寄生二極管的方向如何判斷呢？它的判斷規則就是對于N溝道，由S極指向D極；對于P溝道，由D極指向S極。
如何分辨三個極？D極單獨位于一邊，而G極是第4PIN。剩下的3個腳則是S極。它們的位置是相對固定的，記住這一點很有用。請注意：不論NMOS管還是PMOS管，上述PIN腳的確定方法都是一樣的。
MOS管導通特性導通的意思是作為開關，相當于開關閉合。NMOS的特性：Vgs大于某一值管子就會導通，適合用于源極接地時的情況（低端驅動），只要柵極電壓達到4V就可以了。PMOS的特性：Vgs小于某一值管子就會導通，適合用于源極接VCC時的情況（高端驅動）。
下圖是MOS管開關電路，輸入電壓是Ui，輸出電壓是Uo。當Ui較小時，MOS管是截止的， Uo＝Uoh＝Vdd；當Ui較大時，MOS管是導通的， Uo =Ron/(Ron+Rd)*Vdd，由于Ron<
應用實例：以下是某筆記本主板的電路原理圖分析，在此mos管是開關作用:PQ27控制腳為低電平，PQ27截止，而右側的mos管導通，所以輸出拉低；
電路原理分析:PQ27控制腳為高電平，PQ27導通，所以其漏極為低電平，右側的mos管處于截止狀態，所以輸出為高電平。
整體看來，兩個管子的搭配作用就是高低電平的切換，這個電路來自于筆記本主板的電路，但是這個電路模塊也更常見于復雜電路的上電時序控制模塊，GPIO的操作模塊等等應用中。
2. MOS管的隔離作用MOS管實現電壓隔離的作用是另外一個非常重要且常見的功能，隔離的重要性在于：擔心前一極的電流漏到后面的電路中，對電路系統的上電時序，處理器或邏輯器件的工作造成誤判，最終導致系統無法正常工作。因此，實際的電路系統中，隔離的作用非常重要。
二極管最重要的特性就是單方向導電性。在電路中，電流只能從二極管的正極流入，負極流出。
正向特性
在電子電路中，將二極管的正極接在高電位端，負極接在低電位端，二極管就會導通，這種連接方式，稱為正向偏置。必須說明，當加在二極管兩端的正向電壓很小時，二極管仍然不能導通，流過二極管的正向電流十分微弱。只有當正向電壓達到某一數值（這一數值稱為“門坎電壓”，又稱“死區電壓”，鍺管約為0.1V，硅管約為0.5V）以后，二極管才能真正導通。導通后二極管兩端的電壓基本上保持不變（鍺管約為0.3V，硅管約為0.7V），稱為二極管的“正向壓降”。
反向特性
在電子電路中，二極管的正極接在低電位端，負極接在高電位端，此時二極管中幾乎沒有電流流過，此時二極管處于截止狀態，這種連接方式，稱為反向偏置。二極管處于反向偏置時，仍然會有微弱的反向電流流過二極管，稱為漏電流。當二極管兩端的反向電壓增大到某一數值，反向電流會急劇增大，二極管將失去單方向導電特性，這種狀態稱為二極管的擊穿。
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