MOS是由金属、绝缘体和半导体三种材料组成的一种电子元件,全称是金属氧化物半导体场效应管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor),通常被简称为MOS管。
MOS管由金属、氧化物和半导体三种材料组成,其晶体管的结构与普通三极管相似,但它是单极性器件,只有一个PN结。MOS管的主要特征体现在其绝缘层上,其中氧化物层作为绝缘器,在管受电压控制时可以调整其导电特性,主体区上由于存在该绝缘层,电流殆尽区的长度可以被控制,电荷耦合效应就会变得更强。
MOS管按照通道类型可以分为NMOS和PMOS,以NMOS为例,通道是由n型半导体材料构成,适用于工作电源电压低,而PMOS通道是由p型半导体材料构成,适用于高电源电压。
在MOS管中,适当的电压可以改变氧化层的特性,使主体区上形成输出信号,而此时的电压也被称为门源电压(Vgs)。当门源电压为0时,MOS管中不存在逆向漏电流,因为氧化层起着屏蔽的作用。
当MOS管的源极、漏极之间加上一个正向电压,当它的栅极上加上一个负电压时,栅源处就存在一个反向电流(MOSFET所谓的漏电流),并且这个电流会引起沟道(源漏电阻)中的电压降。当该电压降达到一定值时,沟道中的导电能力发生了改变,沟道的电阻变得很小,导电能力增加使(非常小负的)漏电流不断增大。同时,主体区的电荷密度趋于饱和,导致输出电流出现饱和现象。
MOS管具有数字信号开关、模拟信号开关、放大器、振荡器、电压比较器、样保持器、开关电容AC-DC电源上传输等功能,因此在各种电路中广泛应用,包括数据转换器、电源管理、放大器、线性电路和射频应用等等。