MOS管在开关电路中的使用

Question

如题所述

Answer 1

MOS管也就是常说的场效应管（FET），有结型场效应管、绝缘栅型场效应管（又分为增强型和耗尽型场效应管）。

也可以只分成两类P沟道和N沟道，这里我们就按照P沟道和N沟道分类。

对MOS管分类不了解的可以自己上网查一下。

场效应管的作用主要有信号的转换、控制电路的通断，这里我们讲解的是MOS管作为开关管的使用。

对于MOS管的选型，注意4个参数：漏源电压（D、S两端承受的电压）、工作电流（经过MOS管的电路）、开启电压（让MOS管导通的G、S电压）、工作频率（最大的开关频率）。

下面我们看一下MOS管的引脚，如下图所示：

有三个引脚，分别为G（栅极）、S（源极）、D（漏极）。

在开关电路中，D和S相当于需要接通的电路两端，G为开关控制。

这里分享一个自己的分辨P沟道和N沟道的方法，我们就看中间的箭头，把G（栅极）连接的部分当做沟道，大家都知道PN结，而不是NP结，那么就是P指向N的，所以脑海里想到这样的情景 P-->N，所以箭头都是P-->N的，那么中间的箭头指向的就是N，如果指向沟道那就是N沟道，如果指向的是S（没有指向沟道），那就是P沟道。

这个方法也适用于三极管的判别（NPN、PNP）。

在上图中我们可以看到右边都有一个寄生二极管，起到保护的作用。

那么根据二极管的单向导电性我们也能知道在电路连接中，D和S应该如何连接。使用有寄生二极管的N沟道MOS管的情况下，D的电压要高于S的电压，否则MOS管无法正常工作（二极管导通）。

使用有寄生二极管的P沟道MOS管，S的电压要高于D的电压，原因同上。

下面是MOS管的导通条件，只要记住电压方向与中间箭头方向相反即为导通（当然这个相反电压需要达到MOS管的开启电压）。

比如导通电压为3V的N沟道MOS管，只要G的电压比S的电压高3V即可导通（D的电压也要比S的高）。

同理，导通电压为3V的P沟道MOS管，只要G的电压比S的电压低3V即可导通（S的电压比D的高）。

在电路中的典型应用如下图所示，分别为N沟道与P沟道的MOS管驱动电路：

我们可以看到，N沟道的MOS管的电路中，BEEP引脚为高电平即可导通，蜂鸣器发出声音，低电平关闭蜂鸣器；

P沟道的MOS管是用来控制GPS模块的电源通断，GPS_PWR引脚为低电平时导通，GPS模块正常供电，高电平时GPS模块断电。

重点、重点、重点，以上两个应用电路中，N沟道和P沟道MOS管不能互相替代，如下两个应用电路不能正常工作：

对于上面两个电路如何修改能正常工作？

Answer 2

MOS管在开关电路的作用是信号的转换、控制电路的通断。
金属氧化物半导体场效应(MOS)晶体管可分为N沟道与P沟道两大类， P沟道硅MOS场效应晶体管在N型硅衬底上有两个P+区，分别叫做源极和漏极，两极之间不通导，源极上加有足够的正电压(栅极接地)时，栅极下的N型硅表面呈现P型反型层，成为连接源极和漏极的沟道。
改变栅压可以改变沟道中的空穴密度，从而改变沟道的电阻。这种MOS场效应晶体管称为P沟道增强型场效应晶体管。
N沟道的MOS管的电路中，BEEP引脚为高电平即可导通，蜂鸣器发出声音，低电平关闭蜂鸣器；P沟道的MOS管是用来控制GPS模块的电源通断，GPS_PWR引脚为低电平时导通，GPS模块正常供电，高电平时GPS模块断电。
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