這幾天在看MOS管的工作原理，看了那么多經(jīng)典應(yīng)用電路，一直的疑問(wèn)是在設(shè)計(jì)電路時(shí)，源漏極到底如何接？這個(gè)問(wèn)題導(dǎo)致我一直沒(méi)有下筆寫(xiě)關(guān)于MOS管的理解?，F(xiàn)在先解答一下，源漏極連接及能否反接這個(gè)問(wèn)題，主要以增強(qiáng)型NMOS管為例，或許會(huì)掛上PMOS管。

1.源漏極定義

(1)如圖，NMOS管有4個(gè)極組成。其中，P型半導(dǎo)體作為襯底，用B表示；在襯底上方用氧化工藝生成一層SiO2 薄膜絕緣層(黃色)；擴(kuò)散兩個(gè)高摻雜的N型區(qū)，從而形成兩個(gè)PN結(jié)（綠色部分），這兩個(gè)PN節(jié)構(gòu)成NMOS管的寄生二極管，又稱(chēng)體二極管；從N型區(qū)引出電極，一個(gè)是漏極D，一個(gè)是源極S；在源極和漏極之間的絕緣層上鍍一層金屬鋁作為柵極G，由于絕緣，和S、D極永遠(yuǎn)不可能產(chǎn)生電流。

(2)那么，像圖中所示，兩個(gè)N型區(qū)，到底哪個(gè)是源極，哪個(gè)是漏極呢？講道理，這兩個(gè)N型區(qū)完全對(duì)稱(chēng)，誰(shuí)做源極誰(shuí)做漏極都可以的。這里有一個(gè)判斷標(biāo)準(zhǔn)：兩個(gè)N型區(qū)中，和襯底相連的是源級(jí),另一端是漏極，這是由MOS管的工作原理決定的。所以，源極和漏極并不是事先定義好的，而是根據(jù)實(shí)際元件中，和襯底B極的連接關(guān)系決定的。

2.漏源電壓能否反接呢？

這個(gè)問(wèn)題圍困了我一周。因?yàn)榭碞MOS管的輸出特性曲線和轉(zhuǎn)移特性曲線(輸入特性曲線)如下圖：

當(dāng)NMOS管的控制電壓(柵源電壓)>開(kāi)啟電壓(2V以上)時(shí)，在D、S之間會(huì)形成反型層(又稱(chēng)作導(dǎo)電溝道，因溝道的導(dǎo)電離子極性與襯底的多子極性相反而被稱(chēng)為反型層)。當(dāng)D、S之間沒(méi)有電壓即=0時(shí)，是不會(huì)產(chǎn)生漏源電流的(如上圖左)。只有>0時(shí)，即電動(dòng)勢(shì)>時(shí)才會(huì)產(chǎn)生電流>0，電流從D流向S。

襯底和源極連接，>且>0的情況下(正確的工作模式)，NMOS工作原理如下圖：

那么，在>，已形成反型層的情況下，當(dāng)<0即電動(dòng)勢(shì)<時(shí)，這種接法對(duì)NMOS而言是否可行呢？

按道理講，襯底內(nèi)當(dāng)DS之間的反型層建立，只要在DS之間加電壓，就可以產(chǎn)生電流。如果>，電流D→S，反之電流方向S→D。

(1)從第一個(gè)角度來(lái)理解。源(Source)極是源頭，是能發(fā)射或源源不斷產(chǎn)生電子多數(shù)載流子的一極(在NMOS管中，D、S區(qū)的多子就是電子)，漏(Drain)極是損失或中和掉多數(shù)載流子的一極。所以，在NMOS管正常工作時(shí)，多子(電子)應(yīng)該是從源極到漏極(而不能反過(guò)來(lái))，對(duì)應(yīng)的電流就是從漏極到源極，此時(shí)對(duì)應(yīng)的電壓就應(yīng)該是>0。這是從源漏極字面的意思理解。

(2)從第二個(gè)角度來(lái)理解。源極和襯底B極是短在一起的，當(dāng)>時(shí)，源極電子和B極少子共同形成反型層，當(dāng)>0時(shí)，如上面(1)所述，反型層能正常導(dǎo)電；當(dāng)<0時(shí)(將上圖的正負(fù)調(diào)換方向后)，初始階段電流可以從S→D(電子從D→S，畢竟暫時(shí)形成的反型層還存在)，但是隨著時(shí)間延長(zhǎng)，源極發(fā)射的電子不會(huì)朝漏極方向涌動(dòng)，而是朝電源的正端涌動(dòng)，此時(shí)反型層會(huì)因源極提供的電子減少而消失，而漏極因?yàn)榕c襯底不短接，即使能產(chǎn)生電子也無(wú)法傳遞到襯底層，所以反型層導(dǎo)電溝道徹底消失。此時(shí)DS之間只會(huì)剩襯底B到漏極D之間的一個(gè)寄生二極管，所以當(dāng)DS之間電源接反時(shí)，電源之間相當(dāng)于接了一個(gè)普通二極管，只有管壓降。所以，DS之間的電壓也應(yīng)該是>0。(這個(gè)理解不知道準(zhǔn)不準(zhǔn)確，還請(qǐng)讀者反饋想法，共同討論)

綜上所述：

1)對(duì)NMOS管而言，要想正常工作，就應(yīng)該有：>(2V以上)>0且>0，即DS之間電源不要反接；

2)若<0，那么NMOS管是無(wú)法正常工作的，只相當(dāng)于在之間接了一個(gè)普通二極管，如果電流過(guò)大，可能會(huì)損壞NMOS管；

3)從1)所述的NMOS正常工作模式看出：S極的電位最低，往往接地。

注：PMOS管理解與此相似，其正常工作模式為：<<0且<0；PMOS管正常工作模式看出S極的電位最高，往往接電源。這就解釋了為什么很多博文中寫(xiě)道：NMOS管的源極往往接地，PMOS管的源極往往接Vcc。