STM32应用-第2节-MOS管使用方法

创业项目中的振动记录仪作为数据记录仪的一种，需要采用电池供电，因此需要采用MOS管，控制传感器的开启或者关闭。物联网产品中，通常需要实现电池供电，因此MCU需要有能力开通或者关断各个外设供电。为此，再复习一下MOS管的应用。

NMOS和PMOS

顾名思义，NMOS为阴性，因此箭头向内，PMOS为阳性，箭头向外。

NMOS特性：G>S时导通，也就是阴性的G级电压为正时，MOS导通，电流从D流向S（G对面，或者是和箭头连在一起的管脚）。也就是电源在D， 负载在S

PMOS特性： G电流从S流向D；

无论NMOS还是PMOS，G总是靠近S。

SI2301封装如下

SI2302封装如下： 

简便记忆法：

箭头向里，NMOS，G>S导通， 电流为D->S;

箭头向外，PMOS,  GD

上面的示意图中，明确标注了G,D,S，但是实际原理图中，多数没有标注，因此比较容易弄混。

电路分析1: 电池和VCC供电选择

 

上面电路中，首先，Q1箭头向外，因此为PMOS。 GS，注意:这里PMOS接反了，电流流向为D->S，而不是传统的S->D。 这种接法的作用是：可以起到防反接效果。如果VBAT接反了，G>S , PMOS截止，电路无法导通。。

当5V有电压输出时，G>S, MOS管截止，通过5V供电给后端。

MOS管导通状态下，小电流情况下，电流可以从D->S或者从S->D。实际电路中，PMOS从D->S主要是起到防反接效果。

上面原理图中，S_VCC有电时，Q1(PMOS)截止，S_VCC给VCC供电；

S_VCC没电时， PSELF低电平， Q1导通，B_VCC给VCC供电。

这里同样需要注意，当B_VCC接反时， G>S, PMOS截止。

电路分析2: 关断设备供电

 

上图中， 当MCU控制的PG_C为高电平时，Q6的G>S， Q6截止， V4.2V无法到通道P_GPRS。

当PG_C为低电平， Q6的G

 

上述参考电路可以应用在实际电路中。

实际应用1

电源开关，其中5V连接后，Q1截止，设备通过5V供电。 5V断开后，Q1导通，电池给设备供电。Q1导通方向为D->S，起到电池防反接的功能。

实际应用2

应用2中， 采用PMOS作为开关，控制传感器的开通或者关闭。R23起到默认关闭功能。MCU输出低电平时，Q2导通， 传感器供电。 MCU输出高电平时，Q2关闭，传感器不供电。

实际应用3

通过GET_VOLT，控制Q3导通， BAT_VOLT采集电池电压，通过电池电压，判断电池容量。

实际应用4

如果被控设备的供电电压远远高于单片机的3.3V电压，例如，通过3.3V IO控制12V设备开启或者关闭，这时，就不能再用PMOS了（脑补一下，为啥？）因为PMOS截止时，需要VGS>0。但是如果被控电压较高，即使VG为高电平，还是小于VS，就无法实现VGS>0, 会导致PMOS无法被关断。（补充一下，如果用PNP三极管控制次级电路，也会出现同样问题，因此一般用NPN三极管控制5V或者12V次级电路）

采用NMOS控制时，需要控制脚为高电平， VGS>0开启， VGS=0关闭（简单写法，其实VGS阈值一般为0.45V）。这时S一般需要连接到GND， 而负载连接到D，电流流向从D流向S。

MOS管在电池供电设备中，常用用法就这么多了。