1.MOS管的體二極管的來源
下圖是NMOS的示意圖,從圖中紅色框內可以看到,MOS在D、S極之間并聯了一個二極管,其被稱為體二極管,或者叫寄生二極管、續流二極管。
體二極管的產生是由于生產工藝造成的。總所周知,不管是MOS還是二極管,都是由半導體材料構成,我們都知道二極管是由一對PN結構成的。 見下圖,P型區對應二極管的陽極,N型區對應二極管的負極。
從下圖(1)可以看出,MOS中的氧化物O指的是二氧化硅SiO2,SiO2不導電,所以驅動極G基本不走電流,因此MOS功耗比較低,是電壓型驅動器件。
從(1)也可以看出,MOS除了D、G、S三個極之外,還有一個Sub極,Sub和S極短接,因此(2)MOS的電路符號中,會將MOS內部指向溝道N溝道的箭頭和S極連接在一起。
從(3)中可以看到,從D極的N型區->中間P型區->Sub極->S極,剛好構成了一個二極管結構,并且處于反偏狀態,這就是MOS符號中并聯了一個二極管的原因。
從上面的分析可以知道,這個二極管是MOS結構和工藝使然的,說它是寄生二極管其實不太合適,體二極管(body-diode)的稱呼還是相對準確一些。
體二極管只在單個MOS管中,集成芯片IC中是沒有的。
因為一般情況下,單體的MOS管B極(也就是上述的Sub極)是不獨自引出來的,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PN結就相當于是S極到D極了。
IC芯片設計內部,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極之間就沒有這個二極管了。
體二極管其實就是一個普通的二極管,也能過較大的電流,比如下面這個,DS溝道能過5.8A,體二極管能過2.9A。
大多數MOS管規格書上,是不會給出MOS管體二極管相關參數的,或者給的數據比較少。 如果我們要應用在電路中,需要讓廠家提供詳細的數據。 他們的數據會很完整,包括不同電流下的壓降,不用溫度下的數據,如常溫25℃,75℃等等。
2.MOS管的體二極管的作用
從網上匯總的資料來看,MOS管的體二極管的作用如下:
(1)MOSFET 的寄生二極管,作用是防止 VDD 過壓的情況下,燒壞 MOS 管,因為在過壓對 MOS 管造成破壞之前,二極管先反向擊穿,將大電流直接到地,從而避免 MOS 管被燒壞。
(2)防止 MOS 管的源極和漏極反接時燒壞 MOS 管,也可以在電路有反向感生電壓時,為反向感生電壓提供通路,避免反向感生電壓擊穿MOS管。 (如在感性負載(馬達繼電器)應用中,主要用來保護回路。 )
(3)有的電池保護板,在鋰電池過放后,會開啟保護功能:關閉放電MOS。 當插上充電器后,就利用MOS體二極管,使得電路導通,系統正常工作。
此外,在一些場景下,是不希望有這個二極管的存在,因為它會使得S極和D極之間有漏電的可能性。
審核編輯:湯梓紅
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原文標題:MOS管的體二極管來源與作用
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為什么MOS管要并聯個二極管有什么作用?mos管并聯二極管的作用深度分析

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