当前位置:首页 > 公众号精选 > strongerHuang
[导读]本文简单总结了MOS管基础知识。

关注+星标公众,不错过精彩内容

作者 | 记得诚

转自 | 记得诚电子设计


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。

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。


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。


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。


▉ 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。

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: 臭名昭著的MOS管米勒效应

▉ 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
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。

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
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。


------------ END ------------


推荐阅读:
C语言实现面向对象的原理
浅谈Makefile、Kconfig和.config文件
手把手教你在Keil MDK中使用GCC编译器

关注 微信公众号『嵌入式专栏』,底部菜单查看更多内容,回复“加群”按规则加入技术交流群。


点击“阅读原文”查看更多分享,欢迎点分享、收藏、点赞、在看。

免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

本站声明: 本文章由作者或相关机构授权发布,目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点,本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者,如若文章内容侵犯您的权益,请及时联系本站删除。
换一批
延伸阅读

在这篇文章中,小编将为大家带来MOS管的相关报道。如果你对本文即将要讲解的内容存在一定兴趣,不妨继续往下阅读哦。

关键字: MOS MOS管

节省空间型器件所需PCB空间比PowerPAIR 1212封装分立器件减少50%,有助于减少元器件数量并简化设计。

关键字: MOS管

在科技日新月异的今天,芯片作为数字时代的“心脏”,承担着极其重要的角色,其质量与安全直接关系到整个社会的生产效率和创新能力。假芯的流通意味着大量低质、无效甚至有害的产品进入市场,这些产品不仅损害了消费者的利益,还可能导致...

关键字: 芯片 元器件

“我们更关心客户数量和发货量,而不是绝对营收。因为我们知道如果我们向更多的客户提供更多的元器件,那么营收自然会增长。DigiKey专注于自己能够提供的独特价值。”近日,我们有幸在DigiKey的上海总部采访到了其总裁——...

关键字: DigiKey 电子分销商 元器件

本文中,小编将对电子元器件予以介绍,如果你想对它的详细情况有所认识,或者想要增进对电子元器件的了解程度,不妨请看以下内容哦。

关键字: 元器件 电子元器件

元器件的封装形式及其应用你有过了解吗?随着科技的不断发展,电子元器件在各个领域的应用越来越广泛。为了适应不同的应用场景,电子元器件的封装形式也在不断地发展和创新。本文将对元器件的封装形式进行详细的介绍,并探讨其在不同领域...

关键字: 元器件 电子元器件 SMT

MOS管将是下述内容的主要介绍对象,通过这篇文章,小编希望大家可以对MOS管的相关情况以及信息有所认识和了解,详细内容如下。

关键字: MOS管 逆变器 三极管

全球供应品类丰富、发货快速的现货技术元器件和自动化产品领先商业分销商 DigiKey,日前高兴地宣布将于 2023 年 12 月 1 日推出公司第 15 届年度 DigiWish 如愿以偿活动。随着假期的临近,DigiK...

关键字: DigiKey 元器件 自动化

中国上海,2023年11月6日——全球电子元器件分销商卓越表现奖(Global Electronic Component Distributor Awards)于近日在深圳揭晓,国际知名元器件代理商富昌电子(Future...

关键字: 元器件 半导体

苏州太仓2023年9月21日 /美通社/ -- 2023年9月21日,施迈茨公司庆祝了以"施迈茨(中国)有限公司开业典礼暨施迈茨深耕中国20年"为主题的活动。 施迈茨集团成立于1910年,总部位于德...

关键字: 自动化 BSP 元器件 TE
关闭
关闭