MOS 管的基本结构与导通条件

p56（10.4 分钟）、p57（5.7 分钟）

结构：四部分，不是三段#

三极管是 NPN 三段半导体组合。MOS 管是四部分：G（栅极）、S（源极）、D（漏极），再加底部的衬底。

四部分之间默认绝缘#

四大部分两两之间默认都是绝缘的。由此推出三个寄生电容：

1
G–S 之间有寄生电容
2
G–D 之间有寄生电容
3
D–S 之间有寄生电容

后面「MOS 开关断开后灯还亮」的问题就是从这里来的。

寄生体二极管是怎么来的#

以 N MOS 增强型为例：

1
① S、D 掺杂 N 型半导体，衬底是 P 型
2
② 衬底与 S、衬底与 D 各形成一个 PN 结（二极管）
3
③ 实际 MOS 内部用一根导线把 S 与衬底短接
4
   → 衬底-S 的二极管被短路
5
④ 剩下衬底-D 的二极管未被短路
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   而 S 已与衬底等电位
7
   → 等效成 S 与 D 之间多了一个二极管

这就是 N MOS 符号里 S–D 之间那个寄生二极管（箭头画在中间那条线 = 衬底，且衬底引出线连到 S 极）。

符号方向#

1
N MOS 的寄生体二极管：由 S 指向 D
2
P MOS 的寄生体二极管：由 D 指向 S

P MOS 与 N MOS 的唯一区别就是寄生体二极管方向相反，寄生电容情况完全相同。

这两个方向必须记牢，后面判断「电流能不能过」全靠它。

导通条件#

N MOS#

1
Vgs = Vg − Vs > Vgs(th)  时 D–S 导通，否则断开

例：用 N MOS 控制 LED，设 Vgs(th) = 2V，S 接 GND（Vs = 0V）：

1
G 给 > 2V 即导通
2
VCC = 5V 经开关加到 G → Vgs = 5V → 导通，LED 亮

P MOS#

1
Vgs = Vg − Vs < Vgs(th)  时 D–S 导通

例：P MOS 的 S 接 5V，下面接电阻 + LED；设 Vgs(th) = 2V：

1
G 电压比 S 低 2V 以上（即 G < 3V）时导通，LED 亮

坑：P MOS 的 Vgs(th) 是负值#

数据手册里 P MOS 的 Vgs(th) 通常是负值，因为 Vgs = Vg − Vs 而 Vg < Vs：

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例：Vs = 5V、Vg = 2V → Vgs = 2 − 5 = −3V

看到负值不用觉得奇怪，它只是相对电压，负值含义就是「G 比 S 低」。

Vgs 是个相对量#

Vgs 是栅极相对源极的电压，不是对地电压。

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S 接地时：Vgs = Vg（对地电压就是 Vgs）
2
S 不接地时：Vgs = Vg − Vs，Vs 会变，Vgs 也跟着变  ← 后面 p61 的大坑

电压是相对量这个观念，在 MOS 管上比在任何地方都重要。

坑#

MOS 有四个部分（含衬底），不是三个，衬底决定了体二极管的方向。
G 和 S/D 之间是绝缘的，所以有寄生电容，也所以 G 极几乎不耗电。
体二极管方向：N MOS 从 S 到 D，P MOS 从 D 到 S，记反了整个电路分析都错。
P MOS 的 Vgs(th) 是负值，这是正常的，不是数据手册写错了。
Vgs 是相对源极的，源极电位一变，导通状态就可能变。