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【大象讲堂17】形象图示MOS管与三极管的原理与特点

【大象讲堂17】形象图示MOS管与三极管的原理与特点

MOS管和三极管是电子电路的基础,也是集成电路的基础。为了更容易理解它们的工作原理,这里用形象图示一下它们的原理和特点。

一、MOS管

MOS管是电压控制型器件,栅极(G)的电压控制源极(S)和漏极(D)之间的电流。下面以NMOS为例图示如下。


NMOS管的原理图示

它们好像是一个受外界磁力控制的开关,当外面有红色磁体时,好像栅极(G)加压,内部的黄色阀门就开启,绿色的电子好像水流一样就会从源极(S)流到漏极(D)。

刚开始水流随着阀门的开启增大而增大,这就是线性工作区。当阀门开到一定程度,水流不会再增大了,因为管子满了。这就是饱和区工作状态。

二、三极管

三极管是电流控制型器件,基极(B)的电流控制发射极(E)和集电极(C)之间的电流。下面以NPN管为例图示如下。


NPN管的原理图示

三极管好像是一个为了取小水而漏掉大水的例子。如上图所示,当不取水时,阀门关闭了大小管道,都没有电流。当通过小管道开启阀门取一点水的时候,水就会漫过阀门空隙流到大管道另外一端。当阀门开的越大,漏掉的水就越多,好像小水流可以控制大漏水一样,这就是线性工作区。如果阀门开大到一定程度,管子满了,那么再开大阀门也不会增加水流了,这就是饱和工作区。

MOS管和三极管的特点有点相似:它们都可以做开关(饱和区),也都可以做放大器(线性区)使用。但是MOS管由于栅极与源漏之间是隔开的,没有像三极管那样直接联通,所以使用起来,各电极之间信号更干净更容易控制。所以MOS管已经是集成电路的主力了。

当然,任何比喻都不可能是完美的,但上图是经过思考,基本符合微观原理的。若有不妥,请批评指正。(大象讲堂17)
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