PMOS管與NMOS管

概念

MOS英文全稱為Metal-Oxide-Semiconductor。 意思為金屬-氧化物-半導體，而擁有這種結構的電晶體我們稱之為MOS電晶體。 MOS電晶體有P型MOS管和N型MOS管之分。由MOS管構成的積體電路稱為MOS積體電路，由NMOS組成的電路就是NMOS積體電路，由PMOS管組成的電路就是PMOS積體電路，由NMOS和PMOS兩種管子組成的互補MOS電路，即CMOS電路。

場效電晶體和三極體一樣，也是三個引腳，裡面也有PN接面區域，P表示空穴（正電子），N表示負電子。

G-gate（柵極），S-source（源極），D-drain（漏極）。

跟三極體一樣，箭頭指向的方向為N型半導體。

PMOS和NMOS的源漏方位相反，NMOS的漏端drain在上面，PMOS的源端source在上面，之所以這麼做是藉助方位來表明電位的高低。NMOS的漏端drain和PMOS的源端source的電壓都比柵端gate電壓高，所以這麼標註獲得一個“visual aid”。

導通原理

NMOS是柵極高電平（|VGS| > Vt）導通,低電平斷開,可用來控制與地之間的導通。

PMOS是柵極低電平（|VGS| > Vt）導通,高電平斷開,可用來控制與電源之間的導通。

NMOS因Source端一般接地（低電位），所以要讓|VGS| > Vt， 則Gate端一般要接正電壓，這樣管子才能導通；

PMOS因Source端一般接VDD（高電平），所以要讓|VGS|>Vt，則Gate端一般要接負電壓（低與VDD的電壓），這樣管子才能導通。

其中Vt為MOS管的開啟電壓。

NMOS是N型溝道，P型襯底，襯底接最低電位，PMOS是P型溝道，N型襯底接最高電位。這樣是為了源漏端和襯底形成P-N結反偏，不然電流從源漏端直接正向導通到地。擊穿說的也是這個P-N結反向擊穿。因為溝道和襯底的材料不同，所以柵壓變化才會有

耗盡層-反型層

形成的說法。

NMOS的溝道材料是N型，而襯底材料是P型，所以柵極需要加正電壓，才能排斥P型襯底裡的

空穴

，吸引電子聚集在溝道的下方，和柵極的金屬板構成柵電容。電容的介質材料是SiO2。PMOS的溝道材料是P型，而襯底材料是N型，要想在N型材料裡吸引空穴的話，自然柵極應該加負電壓。和NMOS柵極正電壓越大，溝道的導電能力越強一樣，PMOS是柵極電壓負向越大，溝道導電能力越強。

理解

以下圖N溝道MOS管為例（可以不用管襯底引線是什麼）。

柵極施加高電平之後，柵極和P型襯底之間形成電容、這個電容柵極為正極，兩個藍色的N溝道之間的黃色部分襯底為負極。電子向負極靠攏。這樣兩個藍色N型半導體加電容負極這一區域形成連通的多子區域，相當於一個N型半導體，加上源極與漏極的電壓，MOS管導通。

PMOS的原理同理。

MOS管的特性

1。MOS管很容易被擊穿。柵極和P型襯底組成的類電容很容易被高壓擊穿。即柵極和P型襯底之間的絕緣層很容易被擊穿。

2。MOS管的柵極輸入阻抗很高。這是因為有上圖中紅色絕緣層存在，柵極輸入阻抗可達到上億歐姆。所以MOS管的輸入幾乎不取電流，這也是為什麼現在積體電路、晶片多整合MOS管。

本文是一篇入門級總結，方便掃盲查閱。做硬體電路設計這點是遠遠不夠的。