最经典MOS管电路工作原理及详解没有之一

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最经典MOS管电路工作原理及详解没有之一

最经典MOS管电路工作原理及详解没有之一

最经典MOS管电路工作原理及详解没有之一最经典MOS管电路工作原理及详解没有之一引言金属氧化物半导体场效应管(MOS管)是现代电子器件中最重要的元件之一。

其简单可靠的特性使得它被广泛应用于各种电路中。

本文将详细介绍MOS管的工作原理及其在电路中的应用。

MOS管基本结构MOS管由金属-氧化物-半导体结构组成。

它包括一个P型或N型基底(S)和负电压 gate 之间的氧化层与金属电极(G)以及源(D)和漏极(S)两个接触点。

氧化层通常由二氧化硅材料构成。

MOS管工作原理MOS管的工作原理是基于栅极电场对电荷载体浓度的控制。

当施加在栅极上的电压发生变化时,电场会改变二氧化硅层下的电荷载体浓度。

这将导致了漏极和源极区域之间的电流的控制。

MOS管的工作可以分为三个区域:割开区(cutoff)、线性区(linear)和饱和区(saturation)。

割开区当栅极电压低于阈值电压时,MOS管处于割开区,漏极和源极之间的电流几乎没有流动。

在这个区域内,MOS管相当于一个开断的开关,不导通任何电流。

线性区当栅极电压超过阈值电压,但不足以将MOS管推入饱和区时,MOS管处于线性区。

在这个区域内,漏极和源极之间的电流与栅极电压成正比。

可以调节栅极电压来控制电流的大小。

饱和区当栅极电压足以将MOS管推入饱和区时,MOS管处于饱和区。

在这个区域内,电流几乎不再与栅极电压有关,而主要取决于漏极和源极之间的电压差。

MOS管在饱和区工作时,可提供稳定的电流放大功能。

MOS管电路应用MOS管由于其优越的特性,广泛应用于各种电路中。

以下是几个常见的MOS管电路应用示例:开关电路MOS管作为开关元件的应用十分广泛。

在数字电路中,MOS管可用于实现逻辑门电路,通过调节栅极电压来控制电流的开关状态。

,MOS管还可用于交流电源开关、电机驱动器等电路中。

放大电路MOS管可用作放大电路的关键组件。

在放大电路中,MOS管的饱和区工作特性使得其能够提供高增益的放大功能。

详细讲解MOS管工作原理

详细讲解MOS管工作原理

详细讲解MOS管工作原理在使用MOS管设计开关电源或者马达驱动电路的时候,大部分人都会考虑MOS的导通电阻,最大电压等,最大电流等,也有很多人仅仅考虑这些因素。

这样的电路也许是可以工作的,但并不是优秀的,作为正式的产品设计也是不允许的。

下面是我对MOSFET及MOSFET驱动电路基础的一点总结,其中参考了一些资料,非全部原创。

包括MOS管的介绍,特性,驱动以及应用电路。

1,MOS管种类和结构MOSFET管是FET的一种(另一种是JFET),可以被制造成增强型或耗尽型,P沟道或N沟道共4种类型,但实际应用的只有增强型的N沟道MOS管和增强型的P沟道MOS管,所以通常提到NMOS,或者PMOS指的就是这两种。

至于为什么不使用耗尽型的MOS管,不建议刨根问底。

对于这两种增强型MOS管,比较常用的是NMOS。

原因是导通电阻小,且容易制造。

所以开关电源和马达驱动的应用中,一般都用NMOS。

下面的介绍中,也多以NMOS为主。

MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在,这不是我们需要的,而是由于制造工艺限制产生的。

寄生电容的存在使得在设计或选择驱动电路的时候要麻烦一些,但没有办法避免,后边再详细介绍。

在MOS管原理图上可以看到,漏极和源极之间有一个寄生二极管。

这个叫体二极管,在驱动感性负载(如马达),这个二极管很重要。

顺便说一句,体二极管只在单个的MOS管中存在,在集成电路芯片内部通常是没有的。

2,MOS管导通特性导通的意思是作为开关,相当于开关闭合。

NMOS的特性,Vgs大于一定的值就会导通,适合用于源极接地时的情况(低端驱动),只要栅极电压达到4V或10V就可以了。

PMOS的特性,Vgs小于一定的值就会导通,适合用于源极接VCC时的情况(高端驱动)。

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。

3,MOS开关管损失不管是NMOS还是PMOS,导通后都有导通电阻存在,这样电流就会在这个电阻上消耗能量,这部分消耗的能量叫做导通损耗。

MOS管电路工作原理及详解

MOS管电路工作原理及详解

开1关. 开作用关(作1)用: ;
PQ272控. 制隔脚离为作低用电。平
5V
导通
0V
截止
电路符号
开关作用(1): PQ27控制脚为高电平
3V
此处电压 不被拉低
GND
0V
截止
导通
电路符号
以上MOS开关实现的是信号切换(高低电平切换)。 再来看个MOS开关实现电压通断的例子吧。
截止
0V
0V
由+1.5V_SUS产生+1.5V电路(1)
++169VV G极
截止条件:
导通
UG=US=19V。
D极 +01V9V
导通条件: UG比US小10V以上, UG=US-13V=6V。
电路符号
隔离作用:
如果我们想实现线路上电流的单向流通, 比如只让电流由A-B,阻止由B-A 请问可以怎么做?
A
B
方法1:加入一个二级管
A
B
电路符号
方法2:加入MOS管
A
B
此处MOS管实现的功能就是:隔离作用。
所以,所谓的MOS管的隔离作用,其实质也就是实现电路 的单向导通,它就相当于一个二级管。
但在电路中我们常用隔离MOS,是因为: 使用二级管,导通时会有压降,会损失一些电压。而使用 MOS管做隔离,在正向导通时,在控制极加合适的电压,可以 让MOS管饱和导通,这样通过电流时几乎不产生压降。
还有Ultra SO-8封装的MOS管:
Ultra SO-8封装的MOS管相对DFN封装厚度 上有点增加,PIN1,2,3直接相连成为S极。
实物
接下来,看看6个脚的TSOP-6封装MOS管:
SI3456

MOS管电路工作原理及详解

MOS管电路工作原理及详解

MOS管电路工作原理及详解MOS管,全称金属氧化物半导体场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor),是一种重要的半导体器件,广泛应用于各种电路中,如放大、开关和逻辑电路等。

其工作原理和详解如下。

MOS管是一种固态电子器件,由金属栅、氧化物绝缘层和半导体管道构成。

工作时,栅极的电势可以控制管道中的电流流动。

当栅极电压Vgs为零,即不施加任何电压时,MOS管处于截止状态,不导电。

当施加正电压到栅极,即Vgs > 0时,形成一个正电场,吸引电子进入通道,导致N型沟道中电子增加,电荷密度增加,电流开始流动,MOS管进入导通状态。

而当施加负电压到栅极,即Vgs < 0时,形成一个负电场,把放在绝缘氧化物界面的电子吸引到栅极区域,减少沟道中电子数目,导致电流减小,MOS管进入截止状态。

因此,通过改变栅极电压,可以控制MOS管的导电特性。

MOS管有两种类型:P型MOS(PMOS)和N型MOS(NMOS)。

在PMOS 中,栅极为N型半导体,通道为P型半导体;而在NMOS中,栅极为P型半导体,通道为N型半导体。

两种类型的MOS管具有不同的导通方式。

对于PMOS,当栅极电压为负值(Vgs < 0),P型沟道会形成一个电子空穴击穿区域,通道中的电子将被拉入空穴区域,电流减小。

而当栅极电压为正值(Vgs > 0),击穿区域的电子将会被驱逐回通道,创造一个恢复的电子空穴区域,电流增加。

所以,PMOS管的导通与栅极电压是相反的。

对于NMOS,当栅极电压为负值(Vgs < 0),P型沟道中的电子将被排斥到源极区域,通道被堵塞,电流减小。

而当栅极电压为正值(Vgs > 0),电子将被吸引到沟道并形成导电路径,电流增加。

因此,NMOS的导通与栅极电压是一致的。

MOS管的导通特性由其工作区域决定,通常可分为三个区域:截止区、饱和区和线性区。

最经典MOS管电路工作原理及详解没有之一

最经典MOS管电路工作原理及详解没有之一

引导八年级物理教案:如何使用万能表测量电压?为了能够更好地学习物理知识,电学部分是非常重要的一点。

在电路中测量电压是我们必须掌握的基本技能之一。

在测量电压的时候,我们使用的是万能表来完成这个操作。

如何使用万能表来测量电压呢?在本文中,我们会为大家详细地介绍万能表的使用方法和测量电压的注意事项。

1. 什么是万能表?万能表是一种电器测量仪器,也是我们在学习电学物理的时候必不可少的一种工具。

它可以测量电压、电流、电阻等基本电性质。

这个仪器由表头、选择旋钮、测试探针等部分组成。

表头是测量元件,它通过测试探针与要测量的元件相连。

选择旋钮则通过不同的旋钮来选择要测试的电量种类。

2. 如何使用万能表测量电压?万能表测量电压可以分为两种情况:测量直流电(DC)电压和测量交流电(AC)电压,下面我们会为大家详细地介绍这两种情况下的使用方法。

2.1 测量直流电(DC)电压第一步:准备工作在进行测量前,我们需要先确定正负电极的位置和要测量的电压范围。

一般来说,我们应该选择稍大于被测电压的最大量程。

第二步:选择直流电压档位在选择万能表测量直流电压时,需要手动选择直流电压档位。

通常我们选择最接近被测电压的档位,以避免电表由于过大电压量程而被烧毁。

第三步:连接万用表本步骤是将万用表的探针连接到电路中以读取电压。

一般来说,我们需要用黑色探针连接电路中任意地点(一般来说是接地),白色探针则连接需要测量电压的电路部分。

第四步:读取数据在上述步骤完成后,我们只需在万用表的显示屏上读取结果,以得到被测的电压值。

2.2 测量交流电(AC)电压当我们需要测量交流电的电压时,与测量直流电时相比,增加了一个步骤。

第一步:准备工作我们需要先了解被测电路中使用的是交流电,以及要测量的电压范围。

第二步:选择交流电压档位直流电传输的方向是不变的,而交流电的方向是改变的。

在使用万用表测量交流电时,我们需要选择交流电压档位。

第三步:测量电压和测量直流电一样,我们需要将万用表的探针连接到电路中以读取电压,并读取显示屏上的结果。

MOS管工作原理讲解

MOS管工作原理讲解

MOS管工作原理讲解MOS管,即金属-氧化物-半导体场效应管,是一种常见的场效应晶体管(FET)。

它由金属源极、漏极和栅极三个主要部分组成。

MOS管的工作原理是通过改变栅极电压来控制漏极电流。

MOS管的核心部分是氧化层,它位于金属栅极和半导体基底之间。

氧化层是一种绝缘体材料,通常使用二氧化硅(SiO2)。

当栅极施加电压时,该电压通过氧化层作用于半导体基底,形成一个电场。

当栅极电压较低时,栅极电场不足以影响基底中的电子状态。

此时,基底中的电子自由地从源极向漏极漂移,形成漏极电流。

这种情况下,MOS管处于开启状态,漏极电流的大小由源极-漏极之间的电压及基底材料的特性决定。

当栅极电压较高时,栅极电场能够将氧化层下面的基底区域形成一个以栅极为中心的高电子浓度区域,称为沟道区。

这个区域的电子会形成一个导电通道,使得源极和漏极之间形成导电路径。

此时,MOS管处于导通状态,漏极电流较大。

因此,MOS管的导通状态是由栅极电压决定的。

较高的栅极电压会形成更强的电场,进一步增强沟道区的导电能力,从而导致更大的漏极电流。

反之,较低的栅极电压会减小沟道区的导电能力,导致漏极电流减小或完全阻断。

MOS管的工作原理还与栅极与基底之间的接触结构和栅极材料的性质相关。

栅极与基底之间的接触结构对栅极电场的传递、氧化层的质量和沟道区的形成都起着重要的作用。

另外,栅极材料的选择也会影响MOS管的性能。

金属栅极常用的材料有铝、铬等,而高性能MOS管常使用聚硅藻酸酯或多晶硅等材料作为栅极。

需要注意的是,MOS管具有极高的输入电阻,即栅极与基底之间的氧化层能够有效隔离电流,从而减小输入电流。

这使得MOS管在集成电路中具有广泛应用。

由于MOS管工作原理的特性,它可以用于模拟和数字电路,包括放大器、开关电路、时钟驱动器等。

综上所述,MOS管通过改变栅极电压来控制漏极电流。

栅极电场能够在氧化层下形成一个导电通道,使得源极和漏极之间形成导电路径,从而实现MOS管的导通。

最经典MOS管电路工作原理及详解没有之一

最经典MOS管电路工作原理及详解没有之一

最经典MOS管电路工作原理及详解没有之一最经典MOS管电路工作原理及详解第一章引言MOS管(金属氧化物半导体场效应管)是一种重要的主动元件,广泛应用于各种电路中。

本文将详细介绍MOS管的工作原理及其相关知识。

第二章 MOS管的基本结构MOS管由金属氧化物半导体(MOS)结构构成,主要由金属电极(Gate)、绝缘层(Oxide)和半导体材料(Semiconductor)组成。

其中,绝缘层通常采用氧化硅(SiO2)第三章 MOS管的工作原理1.导通状态当Gate电极施加正向偏置电压时,会在绝缘层下形成一个电荷压积区,使半导体材料导电区域(Channel)形成N型导电层。

此时,MOS管处于导通状态。

2.截止状态当Gate电极施加负向偏置电压时,电荷压积区减小,导电区域几乎消失,MOS管处于截止状态。

第四章 MOS管的基本参数1.阈值电压(Vth):________在Gate电极施加一定电压时,MOS管刚刚处于导通状态和截止状态之间的电压。

2.转导:________当MOS管导通时,Gate与Source电压之间的变化引起Drn电流的变化。

3.输出电阻:________反映MOS管输入和输出特性之间的关系。

输出电阻越小,MOS管的放大能力越强。

第五章常见MOS管电路1.CMOS电路:________由N型MOS管和P型MOS管组成的互补结构,广泛应用于数字电路中。

2.放大电路:________利用MOS管的放大特性,设计各种放大电路,如共源极放大电路、共漏极放大电路等。

3.开关电路:________利用MOS管的导通截止特性,设计开关电路,如开关电源、交流开关等。

第六章附件本文档涉及的附件包括MOS管的示意图、工作曲线图等,可在附件文件中查看详细内容。

第七章法律名词及注释1.MOS管:________金属氧化物半导体场效应管,是一种主动元件。

2.Gate:________MOS管的控制电极,用于控制MOS管的导通截止状态。

MOS管电路工作原理及详解

MOS管电路工作原理及详解
常见的有: AOL1448,AOL1428A,AON7406,AON7702, M AON6428L,AON6718L,AO4496,AO4712,AO6402A,AO340 MDS1660URH,MDS2662URH,RJK0392DPA,RJK03B9DP。
PMOS管则和NMOS条件刚好相反。
电路符号
回顾前面的例子,你找到它们的规律了吗?
小提示: MOS管中的寄生二极管方向是关键。
电路符号
小结: “MOS管用作开关时在电路中的连接方法”
NMOS管: D极接输入; S极接输出。
PMOS管: S极接输入; D极接输出。
输出端
S极
G极
N沟道
D极
输入端
导通时
输入端
S极
G极
P沟道
D极
输出端
导通时
电路符号
在笔记本主板上用到的NMOS可简单分作两大类: 信号切换用MOS管: UG比US大3V---5V即可,实际上只
要导通即可,不必须饱和导通。 比如常见的: 2N7002,2N7002E,2N7002K,2N7002D,FD
电压通断用MOS管: UG比US应大于10V以上,而且开通 时必须工作在饱和导通状态。
常用接法: D极接输入,UD=5V。 S极接输出。
截止条件: UG=US=0V。
导通条件: UG比US大10V以上, UG=US+10V=15V。 (导通时,US=5V)
电路符号
示例3:
PMOS管: AOD425
作用: 电压通断(开关)
+19V S极
常用接法: S极接输入,US=19V。 D极接输出。
电路符号
示例1: 19V
Adapter

mos管开关电源原理详解

mos管开关电源原理详解

mos管开关电源原理详解在今天这个科技飞速发展的时代,开关电源已经成为我们生活中不可或缺的小帮手,尤其是MOS管开关电源。

想象一下,没有它,你的手机充电器可能就得变成大块头的老古董了,简直让人无从下手!说到MOS管,这玩意儿可真是电源界的明星,光芒四射。

它的全名是金属氧化物半导体场效应管,听起来有点拗口,但咱们就简单点说,它就像是个开关,聪明得很,能够控制电流的流动。

我们先来聊聊它的工作原理。

MOS管开关电源实际上是通过调节电流和电压来实现高效能的,哎呀,想象一下,像一位技艺高超的厨师,精准控制火候,做出美味佳肴!开关电源可不是什么简单的电源,它利用高频率的开关操作,把直流电转换成所需的电压,这样一来,无论是手机、电脑还是电视,都能快速充电,真是效率满满,方便得很。

你可能会问,为什么要用MOS管而不是别的?这还得从它的特点说起。

MOS管反应速度快,功耗低,简直是电源设计师的心头好。

说白了,用它做开关电源,就像用优质食材做菜,出来的效果自然不一样。

你看,那些老式电源,体积大、重量重,跟个小山一样。

而用MOS管后,电源小巧玲珑,方便携带,像一只乖巧的小猫咪,让人爱不释手。

当然了,工作中也不是一帆风顺的,MOS管开关电源也有它的小麻烦。

比如说,过热问题就像是厨师没控制好火,容易让菜糊掉。

为了避免这个问题,设计师们会加装散热装置,确保MOS管在工作时能够保持“冷静”,这样一来,电源才能持久稳定,给我们带来更好的使用体验。

说到这里,不得不提一下开关电源的效率,哇,真是让人惊叹。

一般的电源效率可达80%以上,而MOS管开关电源更是可以轻松突破90%。

这就像你去饭店吃自助餐,花的钱少,吃得却很多,实在是划算!如此高的效率,不仅能省电,还能延长设备的使用寿命,真是一举两得。

别忘了,开关电源的应用可广泛了,几乎无处不在。

想想你手里的智能手机、笔记本电脑、甚至是家里的冰箱,背后都有它的身影。

它就像是现代生活的幕后英雄,默默为我们提供支持,让生活更加方便。

MOS管电路工作原理及详解没有之一

MOS管电路工作原理及详解没有之一

MOS管电路工作原理及详解没有之一MOS管电路工作原理及详解没有之一MOS管(MOSFET)是一种主要用于电子设备中的电子器件,它是根据金属-氧化物-半导体结构工作的。

MOS管的工作原理如下:MOS管由四个区域组成:栅极(G)、漏极(D)、源极(S)和绝缘层(SiO2)。

绝缘层将栅极与漏源区隔离,只有电子在栅极上施加电压时才能从栅极穿过绝缘层进入漏源区。

当栅极施加正电压时,栅极与源极之间形成正电压差,这样形成的电场使得绝缘层下的沟道区域变得导电。

这个导电区域连接了漏极和源极,电流可以通过沟道流过。

当栅极上施加的电压为零或负电压时,栅极与源极之间形成负电压差,导致沟道区域的电场变弱或消失,沟道中没有电子流动,导致漏极和源极之间没有电流通过。

MOS管的工作原理基于半导体中的载流子(电子)的移动。

当栅极施加正电压时,电子受到栅极-源极电压的驱动,进入沟道区域并流向漏极,形成导电。

当栅极电压为零或负电压时,电子无法穿过绝缘层进入漏源区,导致没有电流通过。

MOS管有几个特点使得它在电子设备中广泛应用:1.高输入电阻:由于绝缘层的存在,栅极驱动能在非常小的电流下开启和关闭MOS管,使得MOS管具有高输入电阻,能够实现灵敏的信号调节和放大功能。

2.低功耗:在工作时,MOS管的功率损耗非常低,能够有效地降低电路的能耗。

3.高电流放大:MOS管的电流放大能力很强,能够在小电流输入下输出较大的电流。

4.高开关速度:MOS管的开关速度很快,能够在纳秒级别的时间内响应输入信号的变化。

5.可靠性好:MOS管的工作稳定性和寿命较长,能够在各种环境和工作条件下稳定工作。

总之,MOS管的工作原理是基于栅极控制沟道导电性的原理,通过栅极施加电压的变化来控制MOS管的导通与截止,实现对电流的调节和放大。

它具有高输入电阻、低功耗、高电流放大、高开关速度和可靠性好的特点,在电子设备中有广泛的应用。

最经典MOS管电路工作原理及详解没有之一

最经典MOS管电路工作原理及详解没有之一
三个脚的极性判断完后,接下就该判断是P沟道还是N沟道了:
S极
N沟道MOSFET
G极 箭头指向G极的是N沟道
D极
电路符号
S极
P沟道MOSFET
G极 箭头背向G极的是P沟道
D极
当然也可以先判断沟道类型,再判断三个脚极性。
电路符号
小测试: 先判断是什么沟道,再判断三个脚极性。
G极 1
1 S极
2 D极
D极 2
电路符号
19V
Adapter
BAT 12V
Q1 Q2 隔离
19V 3. 适配器+电池
问题:如果不用Q2隔离,同时插上适配器和电池会怎样?
现象是: 大电流。 当然这只有在维修稳压电源上才可以看到:电流直接达到 稳压电源的最大值6A以上,短路灯狂闪。
电池充电不就是用较高的电压加到电池上来进行的吗? 那么,你觉得,为什么会出现这样的现象呢?
常见的有:AOL1448,AOL1428A,AON7406,AON7702, MDV1660,
AON6428L,AON6718L,AO4496,AO4712,AO6402A,AO3404,SI3456DDV, MDS1660URH,MDS2662URH,RJK0392DPA,RJK03B9DP。
PMOS管则和NMOS条件刚好相反。
作用: 电压通断(开关)
常用接法: D极接输入,UD=5V。 S极接输出。
截止条件: UG=US=0V。
导通条件: UG比US大10V以上, UG=US+10V=15V。 (导通时,US=5V)
电路符号
示例3:
PMOS管: AOD425
作用: 电压通断(开关)
+19V S极

MOS管原理_非常详细

MOS管原理_非常详细

MOS管原理_非常详细MOS管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)是一种非常重要的电子器件,它是现代集成电路中的关键元件之一、MOS管采用了金属-氧化物-半导体结构,利用半导体材料中的电子和空穴的输运特性来控制当前的流动。

下面我们将详细介绍MOS管的工作原理。

MOS管的基本结构由金属的栅极、氧化物层和半导体的沟道构成。

金属栅极被用于施加电场,从而控制沟道中的电荷输运。

沟道由n型或p型半导体构成,半导体的特性决定了MOS管的导电性。

氧化物层作为电介质层,将栅极与沟道隔离,防止电流直接流过。

在MOS管的工作过程中,我们可以分为两个主要阶段:堆积和耗尽状态。

在堆积状态下,当沟道是n型半导体时,金属栅极施加正电荷。

由于金属栅极上的正电荷,沟道中的电子会被排斥,这样就形成了p型的堆积层。

由于堆积层是由正荷电子组成的,所以堆积层呈现n型的导电性质。

在耗尽状态下,金属栅极施加负电荷。

由于金属栅极上的负电荷,沟道中的电子会被吸引,堆积层中的电子会被逐渐排斥,从而导致沟道中的电荷无法传输。

这样,沟道就形成了一个耗尽层。

在耗尽层下方的半导体中,由于缺少了导电的电子,所以出现了一个空穴层,这使得整个区域呈现p型的特性。

通过改变金属栅极施加的电场,我们可以控制沟道中电子和空穴的传输。

当沟道中的电荷处于堆积状态时,电流能够顺利通过MOS管。

而当沟道中的电荷处于耗尽状态时,电流将被阻断。

MOS管的工作原理还涉及一些参数,比如跨导(transconductance)、迁移率(mobility)和截止频率(cut-off frequency)。

跨导指的是栅极电压与漏极电流之间的关系,它决定了MOS管的放大能力。

迁移率是指电子或空穴在半导体中的迁移速率,它反映了MOS管的导电特性。

截止频率是指在高频情况下,MOS管的工作频率上限。

总结一下,MOS管是一种采用金属-氧化物-半导体结构的电子器件,它利用电场控制沟道中的电子和空穴的传输。

MOS管的工作原理及特性

MOS管的工作原理及特性

金氧半场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,
板级电路应用上,都十分广泛。

一、MOS管的工作原理
以增强型MOS管为例,我们先简单来看下MOS管的工作原理。

由上图结构我们可以看到MOS管类似三极管,也是背靠背的两个PN结!三极管的原理是在偏置的情况下注入电流到很薄的基区通过电子-空穴复合来控制CE 之间的导通,MOS管则利用电场来在栅极形成载流子沟道来沟通DS之间。

如上图,在开启电压不足时,N区和衬底P之间因为载流子的自然复合会形成一个中性的耗尽区。

给栅极提供正向电压后,P区的少子(电子)会在电场的作用下聚集到栅极氧化硅下,最后会形成一个以电子为多子的区域,叫反型层,称为反型因为是在P型衬底区形成了一个N型沟道区。

这样DS之间就导通了。

二、MOS管的特性
1、由于MOSFET是电压驱动器件(G极加电压控制电流),因此无直流电流流入栅极。

2、要开通MOSFET,必须对栅极施加高于额定栅极阈值电压Vth的电压。

3、处于稳态开启或关断状态时,MOSFET栅极驱动基本无功耗(但是请注意交叉点附近,就是电压下降与电流上升导致的功耗)。

4、通过驱动器输出看到的MOSFET栅源电容根据其内部状态而有所不同。

5、MOSFET通常被用作频率范围从几kHz到几百kHz的开关器件。

这点尤其需要注意。

三、结语
希望本文对大家能够有所帮助。

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A
B
此处MOS管实现的功能就是:隔离作用。
所以,所谓的MOS管的隔离作用,其实质也就是实现电路 的单向导通,它就相当于一个二级管。
但在电路中我们常用隔离MOS,是因为: 使用二级管,导通时会有压降,会损失一些电压。而使用 MOS管做隔离,在正向导通时,在控制极加合适的电压,可以 让MOS管饱和导通,这样通过电流时几乎不产生压降。
电路符号
MOS管作用总结:
(结合寄生二极管)
如果MOS管用作开关时,(不论N沟道还是P沟道), 一定是寄生二极管的负极接输入边,正极接输出端或接地。 否则就无法实现开关功能了。
所以,N沟道一定是D极接输入,S极接输出或地。 P沟道则相反,一定是S极接输入,D极接输出。
如果MOS管用作隔离时,(不论N沟道还是P沟道), 寄生二极管的方向一定是和主板要实现的单向导通方向 一致。
还有Ultra SO-8封装的MOS管:
Ultra SO-8封装的MOS管相对DFN封装厚度 上有点增加,PIN1,2,3直接相连成为S极。
实物
接下来,看看6个脚的TSOP-6封装MOS管:
SI3456
PIN1,2,5,6为D极; PIN3为G极;
PIN4为S极。
同样是6个脚,的SOT-363封装MOS管则为双MOS管:
电路符号
讨论:“不用Q2隔离,或者是Q2被击穿短路时大电流的原因”
电池电压一般是在12V以下,我们就将其看作12V。19V电 源呢,我们也可以当作一个大电池,那么一个19V的电池和一 个12V的电池如下相连,导线中电流会是多少呢?
19V 12V
7V 19V
0V 12V
?A
7V
经过两次等效,就相当于将一根导线两端接到7V电池的两端。
S极 3
P沟道MOSFET
3 G极
N沟道MOSFET
电路符号
3 寄生二极管的方向如何判定?
接下来,是寄生二极管的方向判断:
S极
寄生二极管
S极
G极
N沟道 G极
P沟道
D极
D极
它的判断规则就是:
N沟道,由S极指向D极; P沟道,由D极指向S极。
电路符号
S极 G极
D极 S极 G极
N沟道
上面方法不太好记, 一个简单的识别方法是:
电路符号
示例1:
NMOS管: 2N7002E
作用: 信号切换(开关)
D极 05V
G极
3V
导通
S极
常用接法: S极接地,US=0V。
截止条件: UG=US=0V。
导通条件: UG比US大3V---5V即可, UG=3V。
电路符号
示例2:
NMOS管: AON7406
D极 5V
+15V G极
S极
导通
05V
NMOS管正确接法:
D极接输入;S极接输出。
假如:
S接输入,D接输出呢?
输入
S极
G极
N沟道
D极
输出
由于寄生二极管直接导通,因此 S极电压可以无条件到D极,MOS 管就失去了开关的作用。
PMOS管正确接法:
S极接输入;D极接输出。
假如反接:
D接输入,S接输出。
输出
S极
G极
P沟道
D极
输入
同样失去了开关作用。
如果接入电路, D极和S极,哪一个该接输 入,哪个接输出?
这次怎么样?
电路符号 1 三个极怎么判定 ?
MOS管符号上的三个脚的辨认要抓住关键地方 。
S极
G极,不用说比较好认。
S极,
G极
不论是P沟道还是N沟道,
两根线相交的就是;
D极,
不论是P沟道还是N沟道,
D极
是单独引线的那边。
电路符号 2 他们是N沟道还是P沟道?
回顾前面的例子,你找到它们的规律了吗?
小提示: MOS管中的寄生二极管方向是关键。
电路符号
小结:“MOS管用作开关时在电路中的连接方法”
NMOS管:
D极接输入; S极接输出。
PMOS管:
S极接输入; D极接输出。
输出端
S极
G极
N沟道
输入端
S极
G极
P沟道
D极
输入端
导通时
D极
输出端
导通时
电路符号
反证:
常见的有:AOL1448,AOL1428A,AON7406,AON7702, MDV1660,
AON6428L,AON6718L,AO4496,AO4712,AO6402A,AO3404,SI3456DDV, MDS1660URH,MDS2662URH,RJK0392DPA,RJK03B9DP。
PMOS管则和NMOS条件刚好相反。
导通
+1.5V
+15V
由+1.5V_SUS产生+1.5V电路(2)
电路符号
看过前面的例子,你能总结出“MOS管用做开关时在电路 中的连接方法”吗?
其实关键就是: 确定哪一个极连接输入端;哪个极连接输出端。 控制极电平为“ ?V ” 时MOS管导通(饱和导通)? 控制极电平为“ ?V ” 时MOS管截止? Nhomakorabea实物
最后,3PIN脚的MOS管: (1)SOT-23
3
D
G
S
1
2
PIN1为G极;PIN2为S极;PIN3为D极。
图纸习惯
但请大家特别注意:主板上标示的PIN1与PIN2脚与此刚好颠倒了。
主板图纸上也是如此。 而且,似乎作为一种错误的习惯被保持了下来。
另外一种3PIN脚的MOS管: (2)TO-252
实物 看看这些MOS管:
呵呵,都是很常见的吧?
能告诉大家, 哪个脚是S(源极)吗?
哪个脚是D(漏极)?
G(栅极)呢? 是P沟道还是N沟道MOS? 呵呵,这个有点难哦。
给你万用表,怎么测量 MOS管是好是坏呢?
实物
1 如何分辨三个极?
首先,来看看常见的SO-8封装MOS管吧。
共有八个脚,显然会有几个脚内部是相连的。 第1步: 请确定MOS管PIN1(第一脚) 方法:芯片上会用一个小圆点标示出PIN1,
电路符号
?A
7V
导线的电阻极小,如果我们认为 它是0.1欧姆。那么在导线中流过的 电流会是多少:
电流= 7 70
0.1
稳压电源的最大电流一般是6A左右,所以会出现大电流报警。
而正常的电池充电电压是经过芯片精密控制的,一般只比 电池实际电压高出一点点,以保证电流不会过大造成电池过分 发热。
当Q2隔离管击穿短路后,长时间的超负荷工作,极有可能 损坏适配器。
++169VV G极
截止条件:
导通
UG=US=19V。
D极 +01V9V
导通条件: UG比US小10V以上, UG=US-13V=6V。
电路符号
隔离作用:
如果我们想实现线路上电流的单向流通, 比如只让电流由A-B,阻止由B-A
请问可以怎么做?
A
B
方法1:加入一个二级管
A
B
电路符号
方法2:加入MOS管
N沟道: UG>US时导通。 (简单认为)UG=US时截止。
P沟道: UG<US时导通。 (简单认为)UG=US时截止。
但UG比US大(或小)多少伏时MOS管才会饱和导通呢?
电路符号
饱和导通问题:
UG比US大(或小)多少伏时MOS管才会饱和导通呢?
这要看具体的MOS管,不同MOS管需要的压差不同。
电路符号
示例1:
19V
Adapter
PMOS管: AOL1413
接地
6V 19V
5V
导通
作用: 隔离
19V
截导止通
19V
隔离
19V
BAT
大家有兴趣可分析一下:拔掉适配器后只用电池供电时AOL1413的工作情况,试试吧!
电路符号
笔记本主板上的隔离,其实质是将适配器电压(+19V) 和电池电压(+12V左右)分隔开来。不让它们直接相通。 但又能在拔除任意一种电源时,保证电脑都有持续的供电,实 现电源无缝切换。
3
1
2
2
1
常见型号有: AOD425
实物
2 它是N沟道还是P沟道的呢?
先从简单的开始,拿最常见的3PIN脚MOS管(SOT-23)讲起。
D
G S
01.6220V
接下来, 将万用表调 到“二极体档”。
由上一小节内容,我们可以立即找 到MOS管的G,S,D三极。
PQ27控制脚为低电平
5V
导通
0V
截止
电路符号
开关作用(1): PQ27控制脚为高电平
3V
此处电压 不被拉低
GND
0V
截止
导通
电路符号
以上MOS开关实现的是信号切换(高低电平切换)。 再来看个MOS开关实现电压通断的例子吧。
截止
0V
0V
由+1.5V_SUS产生+1.5V电路(1)
电路符号
MOS开关实现电压通断的例子:
假如MOS管表面磨损,或是无法辨认PIN1的标记圆点,你可以用什么 方法确认PIN1脚,以及G极,D极和S极? 拿出万用表,试试吧!
实物
再来看看相似的DFN封装MOS管:
外形上来看,DNF封装的MOS管仍旧有8个脚,但已经变成贴片形式, 节约了高度,散热性能更好些。 但其PIN脚极性还是一样排列。
电路符号
小结:“MOS管的开关条件”
前面解决了MOS管的接法问题,接下来谈谈MOS管的 开关条件:
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