MOS管基本原理，单片机重要知识点

这是一个N沟道MOS管，它可以实现这样的功能，当栅极没有电压时，它是截止的，当我们给栅极施加电压之后，它就导通了。

接下来说一下它的工作原理，这是MOS管的半导体结构，两块蓝色区域为N型半导体，它是在纯净的硅晶体中掺入了5价磷，此时这个磷原子最外层多出来一个自由电子，因为自由电子带负电，所以我们叫它N型半导体，N取自于negative的首字母。

如果我们给N型半导体接电，它是可以导通的，因为它内部有多余的自由电子，无论正接还是反接都可以导通，黄色区域为P形半导体，还是在纯净的硅晶体中掺入了3价硼，此时，硼原子最外层就缺少了一个电子。

我们用空穴替代缺少的这个电子，空穴吸引电子对外显正电，我们称它为P型半导体，P取自positive的首字母，需要注意的是，P型半导体里面并不全是空穴，它里面也有自由电子的存在，只是没有N型半导体里面的那么多，把P型和N型半导体结合在一块儿，就构成了二极管。

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给它通上电，就有了电场，电子的受力方向和电场线方向相反，我们干脆把电场线扔掉，这样更便于理解，当P端接正极时，受力方向是这样的，自由电子可以向左运动，与空穴复合，在电源的作用下，这种运动源源不断进行，从而形成了电流。

当N端接正极时，受力方向是这样的，自由电子受到向右的电场力，不能与空穴复合，此时PN结截止，没有形成电流，这就是二极管的单向导电性，给两块N型半导体引出两个金属电极，分别作为MOS管的漏极和源极，我们给它接上电，这时候它是截止的。

因为它们之间形成了两个二极管，而且方向相反，有一个导通就会有一个截止，所以此时MOS管截止，为了能让它导通，在P区加了很薄的一层二氧化硅绝缘层，然后又在绝缘层上面制作了一层金属版，形成了栅集。

那我们给栅极接上电，这时候，金属板上就有了电场，它就可以把P区里面的电子吸引到绝缘层附近，而把空穴赶走，电压越大，吸引过来的垫子也越多。

整个过程是这样的，当自由电子吸引得足够多时，就形成了N沟道，所谓N沟道，就是N型半导体之间的沟道，由于此时N沟道取代了原来P型半导体中的空穴，使得原来半导体之间的PN结不复存在。

为了便于理解，此时我们可以把这个区域看作一整块N型半导体，所以在栅极施加电压之后，它就导通了，当我们把栅极电压去掉，N沟道就消失了，此时MOS管必然会截止，下面说两个MOS管很重要的特性。

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第一个特性是MOS管的栅极输入阻抗非常高，这是因为有绝缘层的存在，它几乎完全关闭了电子的通道，造成它的输入电阻可以达到上亿欧姆，所以说它的输入几乎不取电流，这就是为什么现在的芯片内部集成的几乎都是MOS管。

第二个特性就是MOS的栅极很容易被静电击穿，由于栅极输入阻抗很大，感应电荷很难释放，它产生的高压很容易就把这一层薄薄的绝缘层给击穿，造成MOS管永久损坏，因为这个绝缘层被击穿之后，电荷再也不能像以前一样聚集成N沟道。

而是形成了栅极和源极之间的电流，这里发生了电场效应，这样就构成了金属氧化物半导体场效应晶体管，最后我们再来看N沟道的电路符号，你可能会有更多的理解，这分别是源极和漏极金属版，这是栅级的金属板，中间的是绝缘层，而这个箭头代表了N沟道电子的流动方向。

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