【MOS管知识汇总】分类、区分、寄生二极管、导通条件、开关电路、串联电阻
文章目录
- 1. 分类
- 2. 区分
- 3. 寄生二极管
- 4. 导通条件
- 5. 基本开关电路
- 6. 与三极管比较
- 7. GS串联电阻
- 8. G极串联电阻
1. 分类
场效应管分为结型(JFET)和金属-氧化物-半导体型(MOSFET)两种类型,MOSFET应用广泛,结型管(JFET)几乎不用,MOSFET一般称MOS管。
MOSFET有增强型(EMOS)和耗尽型(DMOS)两大类,增强型和耗尽型每一类下面都有NMOS和PMOS。一般主板上使用最多的是增强型的MOS管,NMOS最多,一般用在信号控制方面;其次是PMOS,PMOS用在电源开关等方面,耗尽型几乎不用。
场效应管分类
2. 区分
箭头指向G极的为NMOS;箭头背向G极的为PMOS;
NMOS和PMOS区分
3. 寄生二极管
寄生二极管有的也叫体二极管。
NMOS寄生二极管由S极→D极,PMOS的寄生二极管由D极→S极。
寄生二极管和普通二极管一样,正接会导通,反接会截止。所以对于NMOS,当S极接正,D极接负,寄生二极管会导通,反之,截止;对于PMOS管,当D极接正,S极接负,寄生二极管导通,反之,截止。
当满足MOS管的导通条件时,MOS管的D极和S极会导通,因为MOS管的导通内阻极小,一般mΩ级别,1A级别的电流,也才mV级别,所以D极和S极之间的导通压降很小,不足以使寄生二极管导通,这点需要特别注意。
寄生二极管方向
4. 导通条件
NMOS管导通条件:
VG−VS>VGS(th)V_G-V_S>V_{GS(th)}VG−VS>VGS(th),即G极和S极的压差大于一定值,MOS管会导通,但是也不能大太多,否则烧坏MOS管,开启电压和其他参数可以看具体器件的SPEC
PMOS管导通条件:
VS−VG>VSG(th)V_S-V_G>V_{SG(th)}VS−VG>VSG(th),即S极和G极的压差大于一定值,MOS管会导通,同样的,具体参数看器件的SPEC
5. 基本开关电路
NMOS管开关电路
MOS管截止状态,OUT通过R1上拉到5V,OUT=5V;
当GPIO_CTRL电压大于MOS管开启电压时,MOS管导通,D极电压等于S极电压,OUT=0V;
NMOS基本开关电路
PMOS管开关电路
PMOS最常用在电源开关中,下图,当GPIO_CRTL=0V时,S和G极压差大于MOS管开启电压时,MOS管导通,5V_VOUT=5V_VIN;
PMOS基本开关电路
6. 与三极管比较
MOS管和三极管主要有以下区别:
- 三极管是电流控制,MOS管是电压控制,只容许从信号源取少量电流的情况下,选用MOS管;在信号电压较低,有容许从信号源取较多电流的条件下,选用三极管。
- MOS管是单极性器件,靠一种多数载流子导电;三极管是双极性器件,既有多数载流子,也要少数载流子导电;
- 有些MOS管的源极和漏极可以互换运用,栅极也可正可负,灵活性比三极管好;
- MOS管应用普遍,可以在很小电流和很低电压下工作;
- MOS管输入阻抗大,低噪声;MOS管较贵,三极管的损耗大。
- MOS管常用来作为电源开关,以及大电流开关电路、高频高速电路中,三极管常用来数字电路开关控制。
7. GS串联电阻
- MOS管的输入阻抗很大,容易受外界信号的干扰,只要少量的静电,就会使G-S极间的等效电容两端产生很高的电压,如果不及时把这些静电泄放掉,两端的高压就会使MOS管产生误动作,甚至有可能击穿G-S极;
- 提供偏置电压。
8. G极串联电阻
- 减缓RdsR_{ds}Rds从无穷大到Rds(on)R_{ds}(on)Rds(on);
- 防止震荡,一般单片机的I/O输出口都会带点杂散电感,在电压突变的情况下,可能与栅极电容形成LC震荡,串联电阻可以增大阻尼减小震荡效果;
- 减小栅极充电峰值电流。
今天的文章内容到这里就结束了,希望对你有帮助,我们下一期见。
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