MOS管的體二極管來源與作用

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(nèi)可以看到，MOS在D、S極之間并聯(lián)了一個二極管，其被稱為體二極管，或者叫寄生二極管、續(xù)流二極管。

體二極管的產(chǎn)生是由于生產(chǎn)工藝造成的。總所周知，不管是MOS還是二極管，都是由半導(dǎo)體材料構(gòu)成，我們都知道二極管是由一對PN結(jié)構(gòu)成的。 見下圖，P型區(qū)對應(yīng)二極管的陽極，N型區(qū)對應(yīng)二極管的負(fù)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(dǎo)電，所以驅(qū)動極G基本不走電流，因此MOS功耗比較低，是電壓型驅(qū)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(nèi)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(qū)->中間P型區(qū)->Sub極->S極，剛好構(gòu)成了一個二極管結(jié)構(gòu)，并且處于反偏狀態(tài)，這就是MOS符號中并聯(lián)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(jié)構(gòu)和工藝使然的，說它是寄生二極管其實(shí)不太合適，體二極管（body-diode）的稱呼還是相對準(zhǔn)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?yàn)橐话闱闆r下，單體的MOS管B極（也就是上述的Sub極）是不獨(dú)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(jié)就相當(dāng)于是S極到D極了。

IC芯片設(shè)計(jì)內(nèi)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(shí)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(shù)MOS管規(guī)格書上，是不會給出MOS管體二極管相關(guān)參數(shù)的，或者給的數(shù)據(jù)比較少。 如果我們要應(yīng)用在電路中，需要讓廠家提供詳細(xì)的數(shù)據(jù)。 他們的數(shù)據(jù)會很完整，包括不同電流下的壓降，不用溫度下的數(shù)據(jù)，如常溫25℃，75℃等等。

2.MOS管的體二極管的作用

從網(wǎng)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?yàn)樵谶^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(fù)載（馬達(dá)繼電器）應(yīng)用中，主要用來保護(hù)回路。 ）

（3）有的電池保護(hù)板，在鋰電池過放后，會開啟保護(hù)功能：關(guān)閉放電MOS。 當(dāng)插上充電器后，就利用MOS體二極管，使得電路導(dǎo)通，系統(tǒng)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?yàn)樗鼤沟肧極和D極之間有漏電的可能性。

審核編輯：湯梓紅