【科普贴】MOS管开关原理及应用详解

前言：

MOS管通常被用作电源开关使用，通常使用PMOS做为上管，将NMOS做为下管使用。当然也有反过来使用的场景，但使用较少。此贴为科普贴，就不做累述了。

MOS原理介绍：

1、NMOS管介绍
电流方向从D→S(漏极流向源极)，导通条件为VGS有一定的压降（具体压降为多少，请参考手册）。通常为VG>VS 即栅极电压高于源极。
2、PMOS管介绍
电流方向从S→D（源极流向漏极），导通条件为VGS有一定的压降（具体压降多少，请参考手册）。通常为VS>VG 即源极电压高于栅极。

为什么通常使用PMOS做为上管，将NMOS做为下管使用？

NMOS管
使用NMOS管做为下管，S极直接接地，S极电压固定为地（0电平），这时候只要控制G极电压，达到开关的阈值就能控制NMOS管的打开关断。
如果将NMOS做为上管使用，S极的电压不固定，无法确认NMOS导通的G极电压。因为S极对地有两种电压，当MOS管截止时为低电平，导通时为VCC电平。当然也可以做为上管只是电路就比较复杂，这里不累述。

PMOS管
使用PMOS管做上管，S极直接接VCC，S极电压固定为VCC电压，只需要将G极电压拉低到阈值就可以控制PMOS管的开关。如果使用PMOS做为下管S极的电压不固定，就无法确认G极的电压。当然也可以做为下管只是电路就比较复杂，这里不累述。

综上所述：NMOS管通常做为下管使用，PMOS管通常做为上管使用，其目的都是为了给S极一个固定的电压值

MOS管寄生二极管的作用

1、MOS管本身自带有寄生二极管，作用是防止VDD过压的情况下，烧坏MOS管，因为在过压对MOS管造成破坏之前，二极管先反向击穿，将大电流直接到地，从而避免MOS管被烧坏。
2、防止管子的源极和漏极反接时烧坏MOS管，也可以在电路有反向感生电压时，为反向感生电压提供通路，避免反向感生电压击穿MOS管。

MOS管寄生二极管方向的判断

根据上述两点，我们知道寄生二极管的作用
NMOS做为下管使用时，S极接地，当VDD过压时，二极管反向击穿保护。当错误的把S极接电源，D极接地时，电流通过二极管泄放，烧坏寄生二极管，从而保护电路
PMOS做为上管使用时，S极接电源，当VDD过压时，二极管反向击穿保护。当错误的把D极接电源，S极接地时，电流通过二极管泄放，烧坏寄生二极管，从而保护电路。
总而言之，就是寄生二极管的方向和MOS管电路的电流方向相反。
下面是图示和记忆方法。

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