MOS管基础知识

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2022-12-19 17:22:16 845

MOS管（也称场效应管），是MOSFET的缩写。场效应管分为PMOS管（P沟道型）和NMOS（N沟道型）管，属于绝缘栅场效应管。

??场效应管分为结型（JFET）和金属-氧化物-半导体型（MOSFET）两种类型。

??JFET的英文全称是Junction Field-Effect Transistor，也分为N沟道和P沟道两种，在实际中几乎不用。

??MOSFET英文全称是Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，应用广泛，MOSFET一般称MOS管。MOSFET有增强型和耗尽型两大类，增强型和耗尽型每一类下面都有NMOS和PMOS。增强型MOS管的英文为Enhancement MOS或者EMOS，耗尽型MOS管的英文为Depletion MOS或者DMOS。

??一般PCB上使用最多的是增强型MOS管，NMOS最多，一般多用在信号控制上，其次是PMOS，多用在电源开关等方面，耗尽型几乎不用。

??所以，在实际应用中，应用最多的是增强型NMOS管,其次是增强型PMOS管。

一、MOS管基本参数

1.1、N和P区分

??MOS管的源极s、栅极g、漏极d分别对应于三极管的发射极e、基极b、集电极c，它们的作用相似。如下箭头指向G极的为NMOS，箭头背向G极的为PMOS。

??由于生产工艺，一般的MOS管会有一个寄生二极管，有的也叫体二极管。从上图可以看出NMOS和PMOS寄生二极管方向不一样，NMOS是由S极→D极，PMOS是由D极→S极。

1.2、基本开关电路

??相比于NMOS，PMOS应用较少，主要原因有导通电阻大于NMOS导通电阻，型号少，价格贵等，但在一些特殊的场合也有应用。

1.2.1、MOS管导通条件

??MOS管是压控型，导通由G和S极之间压差决定。

??对NMOS来说，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。简单的说，就是NMOS高电平导通。

??对PMOS来说，Vs-Vg>Vgs(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。简单的说，就是PMOS低电平导通。

1.2.2、导通特性

??通过改变栅极与源极间的电压差, 就能控制MOS管的关断和导通.

??NMOS 导通条件: Ug-Us > Vgs。 Vgs一般是2V左右, 理解为G极比S极要高2V左右时开始导通。 N管常做下管(低端驱动), 因为S极直接接地固定电压时, G极和S极之间的压差容易控制. 而当S极电压不固定时, 栅源电压较难确定, 电路比较麻烦.

??PMOS 导通条件: Us-Ug > Vgs, 如果阀值电压为2V, G极比S极低2V就能导通. 一般做上管(高端驱动). 同理, 用S极接VCC 电压固定, 这时G极电压容易计算及控制, 反之, 用S极接负载, S极电压不能稳定, G极电压就更难确定, 电路上也比较麻烦.

1.2.3、MOS管用作开关时在电路中的连接方法

??NMOS：D极接输入，S极接输出

??PMOS：S极接输入，D极接输出

??使用方法如图所示：

对比三极管的使用方法如图：

二、与三极管的区别

??三极管是电流控制，MOS管是电压控制，主要有如下的区别：

??1，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。

??2，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）。

??3，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。

??4，MOS管应用普遍，可以在很小电流和很低电压下工作。

??5，MOS管输入阻抗大，低噪声，MOS管较贵，三极管的损耗大。

??6，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。

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