正確區(qū)分MOS管寄生二極管方向

MOS管寄生二極管的由來

是由生產(chǎn)工藝造成的，大功率MOS管漏極從硅片底部引出，就會有這個寄生二極管。小功率MOS管例如集成芯片中的MOS管是平面結(jié)構(gòu)，漏極引出方向是從硅片的上面也就是與源極等同一方向，沒有這個二極管。

模擬電路書里講得就是小功率MOS管的結(jié)構(gòu)，所以沒有這個二極管。但D極和襯底之間都存在寄生二極管，如果是單個晶體管，襯底當然接S極，因此自然在DS之間有二極管。

如果在IC里面，N—MOS襯底接最低的電壓，P—MOS襯底接最高電壓，不一定和S極相連，所以DS之間不一定有寄生二極管。

MOS管寄生二極管的作用

當電路中產(chǎn)生很大的瞬間反向電流時，可以通過這個二極管導(dǎo)出來，不至于擊穿這個MOS管。（起到保護MOS管的作用）

溝槽Trench型N溝道增強型功率MOSFET的結(jié)構(gòu)如下圖所示，在N-epi外延層上擴散形成P基區(qū)，然后通過刻蝕技術(shù)形成深度超過P基區(qū)的溝槽，在溝槽壁上熱氧化生成柵氧化層，再用多晶硅填充溝槽，利用自對準工藝形成N+源區(qū)，背面的N+substrate為漏區(qū)，在柵極加上一定正電壓后，溝槽壁側(cè)的P基區(qū)反型，形成垂直溝道。

由下圖中的結(jié)構(gòu)可以看到，P基區(qū)和N-epi形成了一個PN結(jié)，即MOSFET的寄生體二極管。

MOSFET剖面結(jié)構(gòu)

MOS管寄生二極管的方向判斷

MOS管開關(guān)電路學習過模擬電路的人都知道三極管是流控流器件，也就是由基極電流控制集電極與發(fā)射極之間的電流；而MOS管是壓控流器件，也就是由柵極上所加的電壓控制漏極與源極之間電流。

MOSFET管是FET的一種，可以被制造為增強型或者耗盡型，P溝道或N溝道共四種類型，但實際應(yīng)用的只有增強型的N溝道MOS管和增強型的P溝道MOS管。實際應(yīng)用中，NMOS居多。

上圖左邊是N溝道的MOS管，右邊是P溝道的MOS管寄生二極管的方向如何判斷呢？它的判斷規(guī)則就是對于N溝道，由S極指向D極；對于P溝道，由D極指向S極。

如何分辨三個極？D極單獨位于一邊，而G極是第4PIN。剩下的3個腳則是S極。它們的位置是相對固定的，記住這一點很有用。請注意：不論NMOS管還是PMOS管，上述PIN腳的確定方法都是一樣的。

MOS管導(dǎo)通特性導(dǎo)通的意思是作為開關(guān)，相當于開關(guān)閉合。NMOS的特性：Vgs大于某一值管子就會導(dǎo)通，適合用于源極接地時的情況（低端驅(qū)動），只要柵極電壓達到4V就可以了。PMOS的特性：Vgs小于某一值管子就會導(dǎo)通，適合用于源極接VCC時的情況（高端驅(qū)動）。

下圖是MOS管開關(guān)電路，輸入電壓是Ui，輸出電壓是Uo。當Ui較小時，MOS管是截止的， Uo＝Uoh＝Vdd；當Ui較大時，MOS管是導(dǎo)通的， Uo =Ron/(Ron+Rd)*Vdd，由于Ron<

應(yīng)用實例：以下是某筆記本主板的電路原理圖分析，在此mos管是開關(guān)作用:PQ27控制腳為低電平，PQ27截止，而右側(cè)的mos管導(dǎo)通，所以輸出拉低；

電路原理分析:PQ27控制腳為高電平，PQ27導(dǎo)通，所以其漏極為低電平，右側(cè)的mos管處于截止狀態(tài)，所以輸出為高電平。

整體看來，兩個管子的搭配作用就是高低電平的切換，這個電路來自于筆記本主板的電路，但是這個電路模塊也更常見于復(fù)雜電路的上電時序控制模塊，GPIO的操作模塊等等應(yīng)用中。

MOS管的隔離作用MOS管實現(xiàn)電壓隔離的作用是另外一個非常重要且常見的功能，隔離的重要性在于：擔心前一極的電流漏到后面的電路中，對電路系統(tǒng)的上電時序，處理器或邏輯器件的工作造成誤判，最終導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常工作。因此，實際的電路系統(tǒng)中，隔離的作用非常重要。

比如，上下兩個圖就是通過源極的高低電平來控制MOS管的通斷，來實現(xiàn)信號電平的隔離，因為MOS管有體二極管，并且是反向的，所以并不會有信號通過MOS管漏過去。這是一個非常經(jīng)典的電路，并且可以通過搭配衍生出很多實用的電路。

比如，下面這個IIC總線中電平轉(zhuǎn)換電路，其實跟上面的電路存在極大的相似性。

比如，下面這個IIC總線中電平轉(zhuǎn)換電路，其實跟上面的電路存在極大的相似性。