MOS管基礎(chǔ)知識(shí)

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2022-12-19 09:00:46 687

MOS管（也稱(chēng)場(chǎng)效應(yīng)管），是MOSFET的縮寫(xiě)。場(chǎng)效應(yīng)管分為PMOS管（P溝道型）和NMOS（N溝道型）管，屬于絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管。

??場(chǎng)效應(yīng)管分為結(jié)型（JFET）和金屬-氧化物-半導(dǎo)體型（MOSFET）兩種類(lèi)型。

??JFET的英文全稱(chēng)是Junction Field-Effect Transistor，也分為N溝道和P溝道兩種，在實(shí)際中幾乎不用。

??MOSFET英文全稱(chēng)是Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，應(yīng)用廣泛，MOSFET一般稱(chēng)MOS管。MOSFET有增強(qiáng)型和耗盡型兩大類(lèi)，增強(qiáng)型和耗盡型每一類(lèi)下面都有NMOS和PMOS。增強(qiáng)型MOS管的英文為Enhancement MOS或者EMOS，耗盡型MOS管的英文為Depletion MOS或者DMOS。

??一般PCB上使用*多的是增強(qiáng)型MOS管，NMOS*多，一般多用在信號(hào)控制上，其次是PMOS，多用在電源開(kāi)關(guān)等方面，耗盡型幾乎不用。

??所以，在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)用*多的是增強(qiáng)型NMOS管,其次是增強(qiáng)型PMOS管。

一、MOS管基本參數(shù)

1.1、N和P區(qū)分

??MOS管的源極s、柵極g、漏極d分別對(duì)應(yīng)于三極管的發(fā)射極e、基極b、集電極c，它們的作用相似。如下箭頭指向G極的為NMOS，箭頭背向G極的為PMOS。

??由于生產(chǎn)工藝，一般的MOS管會(huì)有一個(gè)寄生二極管，有的也叫體二極管。從上圖可以看出NMOS和PMOS寄生二極管方向不一樣，NMOS是由S極→D極，PMOS是由D極→S極。

1.2、基本開(kāi)關(guān)電路

??相比于NMOS，PMOS應(yīng)用較少，主要原因有導(dǎo)通電阻大于NMOS導(dǎo)通電阻，型號(hào)少，價(jià)格貴等，但在一些特殊的場(chǎng)合也有應(yīng)用。

1.2.1、MOS管導(dǎo)通條件

??MOS管是壓控型，導(dǎo)通由G和S極之間壓差決定。

??對(duì)NMOS來(lái)說(shuō)，Vg-Vs>Vgs(th)，即G極和S極的壓差大于一定值，MOS管會(huì)導(dǎo)通，但是也不能大太多，否則燒壞MOS管，開(kāi)啟電壓和其他參數(shù)可以看具體器件的SPEC。簡(jiǎn)單的說(shuō)，就是NMOS高電平導(dǎo)通。

??對(duì)PMOS來(lái)說(shuō)，Vs-Vg>Vgs(th)，即S極和G極的壓差大于一定值，MOS管會(huì)導(dǎo)通，同樣的，具體參數(shù)看器件的SPEC。簡(jiǎn)單的說(shuō)，就是PMOS低電平導(dǎo)通。

1.2.2、導(dǎo)通特性

??通過(guò)改變柵極與源極間的電壓差, 就能控制MOS管的關(guān)斷和導(dǎo)通.

??NMOS 導(dǎo)通條件: Ug-Us > Vgs。 Vgs一般是2V左右, 理解為G極比S極要高2V左右時(shí)開(kāi)始導(dǎo)通。 N管常做下管(低端驅(qū)動(dòng)), 因?yàn)镾極直接接地固定電壓時(shí), G極和S極之間的壓差容易控制. 而當(dāng)S極電壓不固定時(shí), 柵源電壓較難確定, 電路比較麻煩.

??PMOS 導(dǎo)通條件: Us-Ug > Vgs, 如果閥值電壓為2V, G極比S極低2V就能導(dǎo)通. 一般做上管(高端驅(qū)動(dòng)). 同理, 用S極接VCC 電壓固定, 這時(shí)G極電壓容易計(jì)算及控制, 反之, 用S極接負(fù)載, S極電壓不能穩(wěn)定, G極電壓就更難確定, 電路上也比較麻煩.

1.2.3、MOS管用作開(kāi)關(guān)時(shí)在電路中的連接方法

??NMOS：D極接輸入，S極接輸出

??PMOS：S極接輸入，D極接輸出

??使用方法如圖所示：

對(duì)比三極管的使用方法如圖：

二、與三極管的區(qū)別

??三極管是電流控制，MOS管是電壓控制，主要有如下的區(qū)別：

??1，只容許從信號(hào)源取少量電流的情況下，選用MOS管；在信號(hào)電壓較低，有容許從信號(hào)源取較多電流的條件下，選用三極管。

??2，MOS管是單極性器件（靠一種多數(shù)載流子導(dǎo)電），三極管是雙極性器件（既有多數(shù)載流子，也要少數(shù)載流子導(dǎo)電）。

??3，有些MOS管的源極和漏極可以互換運(yùn)用，柵極也可正可負(fù)，靈活性比三極管好。

??4，MOS管應(yīng)用普遍，可以在很小電流和很低電壓下工作。

??5，MOS管輸入阻抗大，低噪聲，MOS管較貴，三極管的損耗大。

??6，MOS管常用來(lái)作為電源開(kāi)關(guān)，以及大電流開(kāi)關(guān)電路、高頻高速電路中，三極管常用來(lái)數(shù)字電路開(kāi)關(guān)控制。

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