詳解，N溝道MOS管和P溝道MOS管
出處：P溝道mos管作為開關的條件（GS >GS（TH））
1、P溝道mos管作為開關，柵源的閥值為-0.4V，當柵源的電壓差為-0.4V就會使DS導通，如果S為2.8V，G為1.8V，那麼GS=-1V，mos管導通，D為2.8V
如果S為2.8V，G為2.8V，VGSw
那麼mos管不導通，D為0V，
所以，如果2.8V連線到S，要mos管導通為系統供電，系統連線到D，利用G控制。
那麼和G相連的GPIO高電平要2.8-0.4=2.4V以上，才能使mos管關斷，低電平使mos管導通。
如果控制G的GPIO的電壓區域為1.8V，那麼GPIO高電平的時候為1.8V，GS為1.8-2.8=-1V，mos管導通，不能夠關斷。
GPIO為低電平的時候，假如0.1V，那麼GS為0.1-2.8=-2.7V,mos管導通。這種情況下GPIO就不能夠控制mos管的導通和關閉。
2、P溝道的源極S接輸入，漏極D導通輸出，N溝道相反
說白了給箭頭方向相反的電流就是導通，方向相同就是截止。
先講講MOS/CMOS積體電路
MOS積體電路特點：
製造工藝比較簡單、成品率較高、功耗低、組成的邏輯電路比較簡單，整合度高、抗干擾能力強，特別適合於大規模積體電路。
MOS積體電路包括:
NMOS管組成的NMOS電路、PMOS管組成的PMOS電路及由NMOS和PMOS兩種管子組成的互補MOS電路，即CMOS電路。
PMOS閘電路與NMOS電路的原理完全相同，只是電源極性相反而已。
數位電路中MOS積體電路所使用的MOS管均為增強型管子，負載常用MOS管作為有源負載，這樣不僅節省了矽片面積，而且簡化了工藝利於大規模整合。常用的符號如
圖1所示。
N溝MOS電晶體
金屬-氧化物-半導體(Metal-Oxide-SemIConductor)結構的電晶體簡稱MOS電晶體，有P型MOS管和N型MOS管之分。MOS管構成的積體電路稱為MOS積體電路，而PMOS管和NMOS管共同構成的互補型MOS積體電路即為CMOS積體電路。
由p型襯底和兩個高濃度n擴散區構成的MOS管叫作n溝道MOS管，該管導通時在兩個高濃度n擴散區間形成n型導電溝道。n溝道增強型MOS管必須在柵極上施加正向偏壓，且只有柵源電壓大於閾值電壓時才有導電溝道產生的n溝道MOS管。n溝道耗盡型MOS管是指在不加柵壓（柵源電壓為零）時，就有導電溝道產生的n溝道MOS管。
NMOS積體電路是N溝道MOS電路，NMOS積體電路的輸入阻抗很高，基本上不需要吸收電流，因此，CMOS與NMOS積體電路連線時不必考慮電流的負載問題。NMOS積體電路大多采用單組正電源供電，並且以5V為多。CMOS積體電路只要選用與NMOS積體電路相同的電源，就可與NMOS積體電路直接連線。不過，從NMOS到CMOS直接連線時，由於NMOS輸出的高電平低於CMOS積體電路的輸入高電平，因而需要使用一個（電位）上拉電阻R，R的取值一般選用2～100KΩ。
N溝道增強型MOS管的結構
在一塊摻雜濃度較低的P型矽襯底上，製作兩個高摻雜濃度的N+區，並用金屬鋁引出兩個電極，分別作漏極d和源極s。
然後在半導體表面覆蓋一層很薄的二氧化矽(SiO2)絕緣層，在漏——源極間的絕緣層上再裝上一個鋁電極,作為柵極g。
在襯底上也引出一個電極B，這就構成了一個N溝道增強型MOS管。MOS管的源極和襯底通常是接在一起的(大多數管子在出廠前已連線好)。
它的柵極與其它電極間是絕緣的。
圖(a)、(b)分別是它的結構示意圖和代表符號。代表符號中的箭頭方向表示由P(襯底)指向N(溝道)。P溝道增強型MOS管的箭頭方向與上述相反，如圖(c)所示。
N溝道增強型MOS管的工作原理
（1）vGS對iD及溝道的控制作用
① vGS=0 的情況
從圖1(a)可以看出，增強型MOS管的漏極d和源極s之間有兩個背靠背的PN接面。當柵——源電壓vGS=0時，即使加上漏——源電壓vDS，而且不論vDS的極性如何，總有一個PN接面處於反偏狀態，漏——源極間沒有導電溝道，所以這時漏極電流iD≈0。
② vGS>0 的情況
若vGS＞0，則柵極和襯底之間的SiO2絕緣層中便產生一個電場。電場方向垂直於半導體表面的由柵極指向襯底的電場。這個電場能排斥空穴而吸引電子。
排斥空穴：使柵極附近的P型襯底中的空穴被排斥，剩下不能移動的受主離子(負離子)，形成耗盡層。吸引電子：將 P型襯底中的電子（少子）被吸引到襯底表面。
（2）導電溝道的形成：
當vGS數值較小，吸引電子的能力不強時，漏——源極之間仍無導電溝道出現，如圖1(b)所示。vGS增加時，吸引到P襯底表面層的電子就增多，當vGS達到某一數值時，這些電子在柵極附近的P襯底表面便形成一個N型薄層，且與兩個N+區相連通，在漏——源極間形成N型導電溝道，其導電型別與P襯底相反，故又稱為反型層，如圖1(c)所示。vGS越大，作用於半導體表面的電場就越強，吸引到P襯底表面的電子就越多，導電溝道越厚，溝道電阻越小。
開始形成溝道時的柵——源極電壓稱為開啟電壓，用VT表示。
上面討論的N溝道MOS管在vGS＜VT時，不能形成導電溝道，管子處於截止狀態。只有當vGS≥VT時，才有溝道形成。這種必須在vGS≥VT時才能形成導電溝道的MOS管稱為增強型MOS管。溝道形成以後，在漏——源極間加上正向電壓vDS，就有漏極電流產生。
vDS對iD的影響
如圖(a)所示，當vGS>VT且為一確定值時，漏——源電壓vDS對導電溝道及電流iD的影響與結型場效電晶體相似。
漏極電流iD沿溝道產生的電壓降使溝道內各點與柵極間的電壓不再相等，靠近源極一端的電壓最大，這裡溝道最厚，而漏極一端電壓最小，其值為VGD=vGS－vDS，因而這裡溝道最薄。但當vDS較小（vDS隨著vDS的增大，靠近漏極的溝道越來越薄，當vDS增加到使VGD=vGS－vDS=VT(或vDS=vGS－VT)時，溝道在漏極一端出現預夾斷，如圖2(b)所示。再繼續增大vDS，夾斷點將向源極方向移動，如圖2(c)所示。由於vDS的增加部分幾乎全部降落在夾斷區，故iD幾乎不隨vDS增大而增加，管子進入飽和區，iD幾乎僅由vGS決定。N溝道增強型MOS管的特性曲線、電流方程及引數（1）特性曲線和電流方程
1）輸出特性曲線N溝道增強型MOS管的輸出特性曲線如圖1(a)所示。與結型場效電晶體一樣,其輸出特性曲線也可分為可變電阻區、飽和區、截止區和擊穿區幾部分。2）轉移特性曲線轉移特性曲線如圖1(b)所示,由於場效電晶體作放大器件使用時是工作在飽和區(恆流區),此時iD幾乎不隨vDS而變化,即不同的vDS所對應的轉移特性曲線幾乎是重合的,所以可用vDS大於某一數值(vDS＞vGS-VT)後的一條轉移特性曲線代替飽和區的所有轉移特性曲線。3）iD與vGS的近似關係與結型場效電晶體相類似。在飽和區內,iD與vGS的近似關係式為
式中IDO是vGS=2VT時的漏極電流iD。（2）引數MOS管的主要引數與結型場效電晶體基本相同，只是增強型MOS管中不用夾斷電壓VP ，而用開啟電壓VT表徵管子的特性。N溝道耗盡型MOS管的基本結構
（1）結構：N溝道耗盡型MOS管與N溝道增強型MOS管基本相似。（2）區別：耗盡型MOS管在vGS=0時，漏——源極間已有導電溝道產生，而增強型MOS管要在vGS≥VT時才出現導電溝道。（3）原因：製造N溝道耗盡型MOS管時，在SiO2絕緣層中摻入了大量的鹼金屬正離子Na+或K+(製造P溝道耗盡型MOS管時摻入負離子)，如圖1(a)所示，因此即使vGS=0時，在這些正離子產生的電場作用下，漏——源極間的P型襯底表面也能感應生成N溝道(稱為初始溝道)，只要加上正向電壓vDS，就有電流iD。如果加上正的vGS，柵極與N溝道間的電場將在溝道中吸引來更多的電子，溝道加寬，溝道電阻變小，iD增大。反之vGS為負時，溝道中感應的電子減少，溝道變窄，溝道電阻變大，iD減小。當vGS負向增加到某一數值時，導電溝道消失，iD趨於零，管子截止，故稱為耗盡型。溝道消失時的柵－源電壓稱為夾斷電壓，仍用VP表示。與N溝道結型場效電晶體相同，N溝道耗盡型MOS管的夾斷電壓VP也為負值，但是，前者只能在vGS0，VP（4）電流方程：
在飽和區內，耗盡型MOS管的電流方程與結型場效電晶體的電流方程相同，即：各種場效電晶體特性比較
P溝MOS電晶體金氧半導體場效應(MOS)電晶體可分為N溝道與P溝道兩大類，P溝道矽MOS場效應電晶體在N型矽襯底上有兩個P+區，分別叫做源極和漏極，兩極之間不通導，柵極上加有足夠的正電壓(源極接地)時，柵極下的N型矽表面呈現P型反型層，成為連線源極和漏極的溝道。改變柵壓可以改變溝道中的電子密度，從而改變溝道的電阻。這種MOS場效應電晶體稱為P溝道增強型場效應電晶體。如果N型矽襯底表面不加柵壓就已存在P型反型層溝道，加上適當的偏壓，可使溝道的電阻增大或減小。這樣的MOS場效應電晶體稱為P溝道耗盡型場效應電晶體。統稱為PMOS電晶體。P溝道MOS電晶體的空穴遷移率低,因而在MOS電晶體的幾何尺寸和工作電壓絕對值相等的情況下，PMOS電晶體的跨導小於N溝道MOS電晶體。此外，P溝道MOS電晶體閾值電壓的絕對值一般偏高，要求有較高的工作電壓。它的供電電源的電壓大小和極性,與雙極型電晶體——電晶體邏輯電路不相容。PMOS因邏輯擺幅大，充電放電過程長，加之器件跨導小，所以工作速度更低，在NMOS電路(見N溝道金屬—氧化物—半導體積體電路)出現之後，多數已為NMOS電路所取代。只是,因PMOS電路工藝簡單,價格便宜，有些中規模和小規模數字控制電路仍採用PMOS電路技術。PMOS積體電路是一種適合在低速、低頻領域內應用的器件。PMOS積體電路採用-24V電壓供電。如圖5所示的CMOS-PMOS介面電路採用兩種電源供電。採用直接介面方式，一般CMOS的電源電壓選擇在10～12V就能滿足PMOS對輸入電平的要求。
MOS場效應電晶體具有很高的輸入阻抗，在電路中便於直接耦合，容易製成規模大的積體電路。各種場效電晶體特性比較
