我很好奇，為什么MOS內(nèi)會有體二極管，它是怎么來的？又有什么用？

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大家好，我是王工。

前段時間有兄弟問，為什么MOS管內(nèi)會有體二極管，它是怎么來的？又有什么作用？是不是所有的MOS管都有體二極管？相信大多數(shù)人都會有這個疑問，網(wǎng)上也有很多資料。王工結合工作中常用的一些MOS管，跟大家一起來看一看。
5 F- |1 i% X5 y7 S  S6 Q$ w日常工作中用的最多的有三種封裝SOT-23，SOP-8，TO-220(TO-247)，但他們的內(nèi)部毫無疑問都會有體二極管的存在。

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那么體二極管是怎么來的呢？
4 I4 _) k, |1 l' B3 b/ e8 O( P我們以NMOS為例，我們一起來看一下MO管的內(nèi)部結構：假設有一個P型襯底，P型襯底上面參雜了兩個N型半導體，一個引出來作為源極s，一個作為漏極d，其中柵極到源極和柵極到漏極是對稱的。然后通過一個sio2絕緣層與P型襯底之間隔離，在上面引出一個柵極G。

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如果我們在柵極G上施加一個正向電壓VCC，這時候就會讓襯底的空穴往下移，如下圖的+++，那么sd之間會形成一條溝道---，這條溝道主要是為N型半導體兩邊的電子提供一條可移動通道，也即我們說的N溝道。當這條通道打開以后，里面相當于一條導線，電流可以從左往右，也可以從右往左隨意流動。

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問題1、體二極管是怎么形成的呢？體二極管的形成是因為N型半導體和P型半導體在結合的時候，形成了PN結，所以襯底和源極s之間會有一個二極管，襯底和漏極d之間也會形成一個二極管，方向都是由P指向N。
如圖有兩個PN結，體二極管就是其中一個PN結。
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明明有兩個體二極管，為什么我們只看到其中一個呢？那是因為另外一個被短路掉了，在MOS管內(nèi)部，源極s和襯底是短接在一起的，如下圖所示，也就是源極s和襯底短路在了一起，所以我們只看到一個體二極管，方向從S指向d。


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. D- T$ D& c& C! p4 |, }其實，對比MOS管的符號來看，就知道了，箭頭中間也就是襯底，它跟源極s是短接在一起的，不管N溝道還是P溝道MOS管都是這樣的。
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4 s8 @7 d; v- H, D" h9 f以上可以得出兩個結論：1、MOS管的體二極管是由制作工藝決定的，是不可避免的。2、其實MOS管應該有四個引腳（G，S，D，襯底P），只是我們把常見的其中兩個引腳給短路了。
其實還有一個細節(jié)的知識，可能大家都沒有思考過，那就是不管是P管還是N管，我們控制的都是VGS電壓，為什么是gs而不是其他引腳呢？其實真正想控制的不是gs之間，而是柵極g到襯底P之間，之所以控制vgs是因為襯底P跟s連在了一起，所以看起來是VGS。
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5 z' R4 P4 S, c: e: B在一些功率特別大的場合，你可以發(fā)現(xiàn)有些MOS其實有四個引腳，這時候控制的其實是柵極g和襯底p之間的電壓，之所以單獨分開來是為了避免ds之間導通對柵極造成干擾問題。這也是我們有時候會看到MOS管引腳上加磁珠的原因，見如下視頻。
問題2、體二極管有什么作用？既然體二極管是工藝決定，無法避免，那就可以好好拿來利用一下。巧妙利用體二極管有以下電路，都是王工之前總結出來的。（大家點擊圖片可以直接查看）

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都說硬件工程師越老越吃香，這句話也證明硬件也是需要積累的，王工從事硬件多年，也會不定期分享技術好文，感興趣的同學可以加微信，或后臺回復“加群”，管理員拉你加入同行技術交流群。
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以下兩個電路，是之前技術交流群群友發(fā)的，王工做了一個簡單的分析，旨在幫助入門或轉行的同學理解學習（點擊圖片直接進入）
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