MOS管基礎知識

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2022-12-19 17:22:16 779

MOS管（也稱場效應管），是MOSFET的縮寫。場效應管分為PMOS管（P溝道型）和NMOS（N溝道型）管，屬于絕緣柵場效應管。

??場效應管分為結型（JFET）和金屬-氧化物-半導體型（MOSFET）兩種類型。

??JFET的英文全稱是Junction Field-Effect Transistor，也分為N溝道和P溝道兩種，在實際中幾乎不用。

??MOSFET英文全稱是Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，應用廣泛，MOSFET一般稱MOS管。MOSFET有增強型和耗盡型兩大類，增強型和耗盡型每一類下面都有NMOS和PMOS。增強型MOS管的英文為Enhancement MOS或者EMOS，耗盡型MOS管的英文為Depletion MOS或者DMOS。

??一般PCB上使用最多的是增強型MOS管，NMOS最多，一般多用在信號控制上，其次是PMOS，多用在電源開關等方面，耗盡型幾乎不用。

??所以，在實際應用中，應用最多的是增強型NMOS管,其次是增強型PMOS管。

一、MOS管基本參數

1.1、N和P區分

??MOS管的源極s、柵極g、漏極d分別對應于三極管的發射極e、基極b、集電極c，它們的作用相似。如下箭頭指向G極的為NMOS，箭頭背向G極的為PMOS。

??由于生產工藝，一般的MOS管會有一個寄生二極管，有的也叫體二極管。從上圖可以看出NMOS和PMOS寄生二極管方向不一樣，NMOS是由S極→D極，PMOS是由D極→S極。

1.2、基本開關電路

??相比于NMOS，PMOS應用較少，主要原因有導通電阻大于NMOS導通電阻，型號少，價格貴等，但在一些特殊的場合也有應用。

1.2.1、MOS管導通條件

??MOS管是壓控型，導通由G和S極之間壓差決定。

??對NMOS來說，Vg-Vs>Vgs(th)，即G極和S極的壓差大于一定值，MOS管會導通，但是也不能大太多，否則燒壞MOS管，開啟電壓和其他參數可以看具體器件的SPEC。簡單的說，就是NMOS高電平導通。

??對PMOS來說，Vs-Vg>Vgs(th)，即S極和G極的壓差大于一定值，MOS管會導通，同樣的，具體參數看器件的SPEC。簡單的說，就是PMOS低電平導通。

1.2.2、導通特性

??通過改變柵極與源極間的電壓差, 就能控制MOS管的關斷和導通.

??NMOS 導通條件: Ug-Us > Vgs。 Vgs一般是2V左右, 理解為G極比S極要高2V左右時開始導通。 N管常做下管(低端驅動), 因為S極直接接地固定電壓時, G極和S極之間的壓差容易控制. 而當S極電壓不固定時, 柵源電壓較難確定, 電路比較麻煩.

??PMOS 導通條件: Us-Ug > Vgs, 如果閥值電壓為2V, G極比S極低2V就能導通. 一般做上管(高端驅動). 同理, 用S極接VCC 電壓固定, 這時G極電壓容易計算及控制, 反之, 用S極接負載, S極電壓不能穩定, G極電壓就更難確定, 電路上也比較麻煩.

1.2.3、MOS管用作開關時在電路中的連接方法

??NMOS：D極接輸入，S極接輸出

??PMOS：S極接輸入，D極接輸出

??使用方法如圖所示：

對比三極管的使用方法如圖：

二、與三極管的區別

??三極管是電流控制，MOS管是電壓控制，主要有如下的區別：

??1，只容許從信號源取少量電流的情況下，選用MOS管；在信號電壓較低，有容許從信號源取較多電流的條件下，選用三極管。

??2，MOS管是單極性器件（靠一種多數載流子導電），三極管是雙極性器件（既有多數載流子，也要少數載流子導電）。

??3，有些MOS管的源極和漏極可以互換運用，柵極也可正可負，靈活性比三極管好。

??4，MOS管應用普遍，可以在很小電流和很低電壓下工作。

??5，MOS管輸入阻抗大，低噪聲，MOS管較貴，三極管的損耗大。

??6，MOS管常用來作為電源開關，以及大電流開關電路、高頻高速電路中，三極管常用來數字電路開關控制。

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