MOS管的知识,看这一篇就可以了

更新时间:2023-07-23 00:53:40 阅读: 评论:0

MOS管的知识,看这⼀篇就可以了
今天的⽂章简单总结⼀下MOS管,如下是本⽂⽬录。
▉场效应管分类
场效应管分为结型(JFET)和⾦属-氧化物-半导体型(MOSFET)两种类型。dialog
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。heads up 翻译
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。
⼀般主板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。
▉ N和P区分
如下红⾊箭头指向G极的为NMOS,箭头背向G极的为PMOS。
▉寄⽣⼆极管
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。
红⾊标注的为体⼆极管
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。
寄⽣⼆极管和普通⼆极管⼀样,正接会导通,反接截⽌,对于NMOS,当S极接正,D极接负,寄⽣⼆极管会导通,反之截⽌;对于PMOS管,当D极接正,S极接负,寄⽣⼆极管导通,反之截⽌。
某些应⽤场合,也会选择⾛体⼆极管,以降低DS之间的压降(体⼆极管的压降是⽐MOS的导通压降⼤很多的),同时也要关注体⼆极管的过电流能⼒。
当满⾜MOS管的导通条件时,MOS管的D极和S极会导通,这个时候体⼆极管是截⽌状态,因为MOS管的导通内阻极⼩,⼀般mΩ级别,流过1A级别的电流,也才mV级别,所以D极和S极之间的导通压降很⼩,不⾜以使寄⽣⼆极管导通,这点需要特别注意。
▉导通条件
MOS管是压控型,导通由G和S极之间压差决定。
hung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。pools
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。
本科毕业证编号查询▉基本开关电路
NMOS管开关电路
当GPIO_CTRL电压⼩于MOS管开启电压时,MOS管截⽌,OUT通过R1上拉到5V,OUT=5V。
当GPIO_CTRL电压⼤于MOS管开启电压时,MOS管导通,D极电压等于S极电压,即OUT=0V。
PMOS管开关电路
PMOS管最常⽤在电源开关电路中,下图所⽰,当GPIO_CRTL=0V时,S和G极压差⼤于MOS管开启
电压时,MOS管导通,5V_VOUT=5V_VIN。
▉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。姚明翻译
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。
▉ G和S极串联电阻的作⽤
MOS管的输⼊阻抗很⼤,容易受到外界信号的⼲扰,只要少量的静电,就能使G-S极间等效电容两端产⽣很⾼的电压,如果不及时把静电释放掉,两端的⾼压容易使MOS管产⽣误动作,甚⾄有可能击穿G-S极,起到⼀个固定电平的作⽤。▉ G极串联电阻的作⽤
MOS管是压控型,有的情况下,为什么还需要在G极串联⼀个电阻呢?
1,减缓Rds从⽆穷⼤到Rds(on)。
2,防⽌震荡,⼀般单⽚机的I/O输出⼝都会带点杂散电感,在电压突变的情况下,可能与栅极电容形成LC震荡,串联电阻可以增⼤阻尼减⼩震荡效果。
3,减⼩栅极充电峰值电流。
▉ MOS管的⽶勒效应
关于MOS管的⽶勒效应,可以阅读⽂章:
▉选型要点
▉选型要点
1.电压值
关注Vds最⼤导通电压和Vgs最⼤耐压,实际使⽤中,不能超过这个值,否则MOS管会损坏。
关注导通电压Vgs(th),⼀般MOS管都是⽤单⽚机进⾏控制,根据单⽚机GPIO的电平来选择合适导通阈值的MOS管,并且尽量留有⼀定的余量,以确保MOS可以正常开关。
2.电流值
关注ID电流,这个值代表了PMOS管的能流过多⼤电流,反应带负载的能⼒,超过这个值,MOS管也会损坏。
3.功率损耗睿思博英语
功率损耗需要关注以下⼏个参数,包括热阻、温度。热阻指的是当有热量在物体上传输时,在物体两端温度差与热源的功率之间的⽐值,单位是℃/W或者是K/W,热阻的公式为ThetaJA = (Tj-Ta)/P,和功率和环境温度都有关系。
4.导通内阻
导通内阻关注PMOS的Rds(on)参数,导通内阻越⼩,PMOS管的损耗越⼩,⼀般PMOS管的导通内阻都是在mΩ级别。
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5.开关时间
MOS作为开关器件,就会有开关时间概念,在⾼速电路中,尽可能选择输⼊、输出电容Ciss&Coss⼩、开关时间翻译miya
Ton&Toff短的MOS管,以保证数据通信正常。
参数解释推荐阅读⽂章:带你读懂MOS管参数「热阻、输⼊输出电容及开关时间」
6.封装
edgewater根据PCB板的尺⼨,选择合适的PMOS管尺⼨,在板载⾯积有限的情况下,尽可能选择⼩封装;尽量选择常见封装,以备后续选择合适的替代料。

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