解析MOS管中的二極管有什么作用？-KIA MOS管

MOS管中的二極管的作用

大部分的MOS管中并在D極和S極有一個(gè)二極管，這個(gè)二極管起什么作用呢？是什么性質(zhì)的二極管呢？

這個(gè)叫寄生二極管。當(dāng)電路中產(chǎn)生很大的瞬間反向電流時(shí)，就可以通過這個(gè)二極管導(dǎo)出，保護(hù)了mos管的D極和S極。如果沒有這個(gè)二極管，就有可能擊穿這個(gè)MOS管了。

由于MOS管工作頻率比較高，所以它的寄生二極管工作頻率也要高，就是說它的反向恢復(fù)時(shí)間很短（Trr)，所以也就相當(dāng)于一個(gè)快恢復(fù)二極管了。

有些MOS管有一個(gè)叫DZ的二極管，為什么有的有，有的又沒有呢？它起什么作用呢？

MOS管是屬于絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管，柵極是無直流通路，輸入阻抗極高，極易引起靜電荷聚集，產(chǎn)生較高的電壓將柵極和源極之間的絕緣層擊穿。

早期生產(chǎn)的MOS管大都沒有防靜電的措施，所以在保管及應(yīng)用上要非常小心，特別是功率較小的MOS管，由于功率較小的MOS管輸入電容比較小，接觸到靜電時(shí)產(chǎn)生的電壓較高，容易引起靜電擊穿。

所以小中功率MOS管在內(nèi)部的柵極和源極有一個(gè)保護(hù)的穩(wěn)壓管DZ（如上圖所示），把靜電嵌位于保護(hù)穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值以下，有效的保護(hù)了柵極和源極的絕緣層，不同功率、不同型號(hào)的MOS管其保護(hù)穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值是不同的。

而近期的增強(qiáng)型大功率MOS管則有比較大的區(qū)別，首先由于功能較大輸入電容也比較大，這樣接觸到靜電就有一個(gè)充電的過程，產(chǎn)生的電壓較小，引起擊穿的可能較小，所以這一類的MOS管就沒有帶保護(hù)二極管。

MOS管中有寄生二極管原因

NMOS關(guān)閉后，D極到S極關(guān)斷，但是S極到D極是關(guān)不斷的，從我們畫原理圖時(shí)，可以從MOS原理圖模型里面看到DS之間有一個(gè)二極管，S極通過二極管導(dǎo)通到D極。

如果我們要做到雙方向截止，就需要用兩個(gè)MOS管背靠著背，每個(gè)MOS管負(fù)責(zé)關(guān)斷一邊。如圖所示。

MOS管的結(jié)構(gòu)圖中有多種，如圖3的結(jié)構(gòu)圖，Nmos有個(gè)P型的襯底，D極是P型襯底上做的N型反型區(qū)，這樣就簡(jiǎn)單的形成了一個(gè)PN結(jié)，如果從沉底B極加一個(gè)電壓，那么電流會(huì)順著這個(gè)PN結(jié)流入D極。

一般情況下，單體的MOS管B極是不獨(dú)自引出來的，通過把它接到S極上，也就是和S極短路，那么自然而然這個(gè)PN結(jié)就相當(dāng)于是S極到D極了。

同理Pmos也是一樣，Pmos是在N型襯底上反型出兩塊P型半導(dǎo)體的區(qū)域地盤。襯底B與漏極D之間同樣有這個(gè)PN結(jié)，P端在D極，N端在B極。當(dāng)把B極連接在S極上時(shí)，就出現(xiàn)了從DS之間的二極管了。

總之，這個(gè)體二極管是襯底B與漏極D之間的PN結(jié)。由于把B極和S極短路了，因此出現(xiàn)了SD之間的體二極管。值得留意的是，并非所有的情況都需要把B極與S極連接。

芯片設(shè)計(jì)內(nèi)部，是把B極接到電壓最低或者最高，并非一定是S極。

如果B極懸空，那么S極和D極之間就沒有這個(gè)二極管了，這種情況下，D極和S極是對(duì)稱的，可以互相換一換身份的。

我們通常用的大功率MOS管，TO92，TO252等系列封裝的MOS，它們的D極是在襯底下方引出來的，D極可以躺下直接焊接在PCB板上，起到很好的散熱效果。

這種結(jié)構(gòu)的體二極管也是一樣，Pbody區(qū)域與N襯底區(qū)形成PN結(jié)，Pbody連接S極，形成與D極之間的體二極管。

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