一. NMOS和PMOS

1. 导通特性：

PMOS：

NMOS：

2. 超经典MOS管电平转换电路

3. 电源切换电路（略）

4. MOS管体二极管

二. ADC采样原理

三. 示波器基本原理

一. NMOS和PMOS

只需记住一点：

NMOS：电流D->S，G电位比S电位高，就会导通。

PMOS：电流S->D，S电位比G电位高，就会导通。

区分PMOS管和NMOS管的巧妙记忆方法_tanguohua_666的博客-CSDN博客_nmos管和pmos管

MOS管的管脚有三个：源极S（source）、栅极G（Gate）和漏极（Drain）。

源极：它就是来源，是源头，因此电流应该是从源头到别的地方，到哪呢？是漏极，肯定不是栅极，因为栅极是控制极。

MOS管有两种：PMOS，NMOS。

PMOS管就是positive管，是积极的管，NMOS管是negative管，是消极的管。

积极的管就是顺应潮流，顺势而为；消极的管就是违背趋势，逆流而上。

很显然，电流从源极（输入端）到漏极（输出端），那就是顺势而为，因为源极就是源头嘛，因此这种管就是PMOS管；

而电流要是从漏极（输入端）到源极（输出端），那就是逆流而上，是NMOS管。

记忆技巧：

1.交叉的线最多的是源极；

2.栅极也就是门（gate），既然是门，就具有控制的职能。

3.无论是PMOS管还是NMOS管，二极管的方向正好与输入输出的方向是相反的。

4.无论是PMOS管还是NMOS管，栅源极箭头的方向正好与二极管的方向相同。

1. 导通特性：

NMOS和PMOS电流流向以及导通条件

PMOS：

（1）PMOS管的主回路电流方向为S→D，导通条件为Vgs有一定的压差，一般为 -5 ~ -10V（S电位比G电位高）。

（2）Vgs小于一定的值就会导通，适合用于源极（S极）接VCC时的情况（高端驱动）。S极电压固定，只要G极电压比S极低，Vgs小于一定值就会导通。

但是，虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动，但由于导通电阻大，价格贵，替换种类少等原因，在高端驱动中，通常还是使用NMOS。

NMOS：

（1）NMOS管的主回路电流方向为D→S，导通条件为Vgs有一定的压差，一般为5~10V（G电位比S电位高）。

（2）Vgs大于一定的值就会导通，适合用于源极（S极）接地时的情况（低端驱动），此时S极电压为0，只要G极电压大于一定值就可导通。只要栅极电压达到4V或10V就可以了，虽然4V就导通了，但是为了完全导通电压在其可承受范围应该尽量大一些。

2. 超经典MOS管电平转换电路

SDA1（高3.3V）转换为SDA2（高5V），其中Q1（2N7002是一个NMOS）。

3. 电源切换电路（略）

左边采用外部电源供电（V6）：

Q3（PMOS）的栅极电压约为外部电压，处于高电位。因而Q3无法导通，处于截止状态。

右边采用内部电源供电（V5）：

Q3（PMOS）的栅极电压为0V，体二极管导通。漏极电压为12V，源极电压约为12-0.7=11.3V，Vgs符合PMOS导通的条件，Q3导通。

（1）D3、D4：进一步隔离两个电源之间相互的影响；

（2）这个电路里，MOS管的体二极管内部电流的方向和电路中电流方向相同，这是为了在上电后，让MOS管的Vgs符合导通条件，从而起到开关的作用。

4. MOS管体二极管

MOS管电流方向能反吗？体二极管能过多大电流？

正常情况下，NMOS电流流向为D->S。然而在实际应用电路中，NMOS会有电流从S->D的情况，比如下面这个防电源反接电路。

（1）正常接入时，电流经后级负载接到体二极管，体二极管导通，此时S极电压约为0.7V左右（体二极管导通电压），同时G极接的Vcc，所以Vgs=Vcc-0.7，NMOS导通。导通后压降基本为0，则Vgs=Vcc，MOS管维持导通。

（2）电源接反时，S极、G极电压都为0，Vgs=0，MOS管不导通。

二. ADC采样原理

如何利用单片机的ADC模块（或者独立的ADC芯片）得到接入ADC管脚上的实际电压值？

在芯片手册上，会给出是几位的ADC，比如TIC12400就有一个10bit的ADC。则芯片读到的ADC值，就是从 0 ~ 2^10-1。当把ADC引脚接GND，读到的就是0 ；当把ADC引脚接VDD，读到的就是 2^10-1。所以，如果是中间的某个值，就是求解数学问题：已知两点坐标值，给出中间任一点的横坐标，求其纵坐标。

一般情况下，ADC引脚的输入电压为3.3V。

奈奎斯特采样定理：

当采样频率fs 大于信号中最高频率fmax的2倍时，采样后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息。实际情况下，我们采样的方式是使信号通过一个低通滤波器（抗混叠滤波器），保证信号都在滤波器通过的频率内部，之后采用采样定律，用大于低通滤波器的2.56倍频率进行采样。2.56倍以上是因为要防止滤波器设计偏差，需要预留一部分过度带宽。

避免混叠的方法：

① 提高采样频率，使之达到最高信号频率的两倍以上。

② 引入低通滤波器。

抗混叠滤波器解释：它可以限制信号的带宽，使之满足采样定理的条件。比如乐器小号，信号频率中有一些人耳听不到的高频分量，对信号采样可能带来混叠失真，采样前需要用抗混叠滤波器先将这些不能感知的信号分量滤除。但实际情况下，滤波器不可能完全滤除奈奎斯特频率之上的信号，它仅可以使这些能量足够小，以至于忽略不计。

ADC 工作原理

模拟信号转化为数字信号一般经过：采样、保持、量化和编码。采样和保持是在采样保持电路中完成，而量化和编码是在ADC中完成。

采样是一种对模拟信号在时间轴上的离散化行为。

将采样电路取得的模拟信号转换为数字信号需要一定的时间（不能做到实时转换），为了给后续的量化编码过程提供一个稳定值，每次取得的模拟信号必须通过保持电路保持一段时间。通过一个电容器就可以存储输入的模拟电压。

电压采集采样电路

电压的采集是经常会用到的，可分为直流采集和交流采集。将源电压通过一系列的电路设计，最终通过AD（数模转换芯片或单片机内部AD）读入MCU，并执行相应的决策，是我们大多数设计的要求。

三. 示波器基本原理

输入示波器的信号在时间轴和电压轴上也都是连续变化的，由于计算机只能处理离散的数字信号，像这样的信号是无法用数字的方法进行描述和处理，因此还需要用高速ADC对信号进行采样和量化，也就是数字化的过程。经过模数转换后，在时间和电压上连续变化的波形就变为一个个连续变化的数字化的采样点。

1. 示波器采样率

示波器的采样率概念详解

采样率就是每秒能采集多少个数据点的能力。

示波器普遍采用的是实时采样方式，就是对被测的波形信号进行等间隔的一次连续高速采样，然后根据这些采样点重构或恢复波形。

很关键的一点是：保证示波器的采样率要比被测信号的变化快得多。

快多少呢？即奈奎斯特定律：采样率取被测信号带宽的2倍以上。建议3-5倍以上。

最后，如果使用的是多通道，采样率会被每个通道平均分配。

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