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MOS管为什么要并联一个二极管?

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MOS管,是MOSFET的缩写,全拼是Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor,翻译过来是金属-氧化物半导体场效应晶体管,根据导电沟道的不同,MOS可以细分为NMOS和PMOS两种。
下图是NMOS的示意图,从图中红色框内可以看到,MOS在D、S极之间并联了一个二极管,有人说这个二极管是寄生二极管,有人说是体二极管,究竟哪个说法准确呢?
很多朋友非常好奇:为什么要并联这个二极管?是否可以删除呢?

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这要从MOS的工艺和结构说起,不管是MOS还是二极管,都是由半导体材料构成,我们都知道二极管是由一对PN结构成,见下图,P型区对应二极管的阳极,N型区对应二极管的负极。

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我们回过头看下MOS结构,从下图(1)可以看出,MOS中的氧化物O指的是二氧化硅SiO2,SiO2不导电,所以驱动极G基本不走电流,因此MOS功耗比较低,是电压型驱动器件。

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从(1)也可以看出,MOS除了D、G、S三个极之外,还有一个Sub极,Sub和S极有连接关系,因此(2)MOS的电路符号中,会将MOS内部指向沟道N沟道的箭头和S极连接在一起(世界上没有无缘无故的爱也没有无缘无故的恨)。
从(3)中可以看到,从D极的N型区->中间P型区->Sub极->S极,刚好构成了一个二极管结构,并且处于反偏状态,这就是MOS符号中并联了一个二极管的原因。
从上面的分析可以知道,这个二极管是MOS结构和工艺使然的,说它是寄生二极管其实不太合适,体二极管(body-diode)的称呼还是相对准确一些。
那么这个体二极管,有什么用呢?在一些场景下,是不希望有这个二极管的存在,这会使得S极和D极之间有漏电的可能性。

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有爱必有恨,在另一些场景下就是利用这个二极管导电的特性,让系统正常工作。比如以前写过一篇文章:《电池保护1:锂电池过放保护原理UVP》,就有介绍,有的电池保护板,在锂电池过放后,会开启保护功能:关闭放电MOS。当插上充电器后,就利用MOS体二极管,使得电路导通,系统正常工作。

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以上就是MOS符号并联二极管的原因,以及使用介绍。
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