经典MOS 管电路工作原理

详解!经典 MOS 管电路工作原理

  • 1. 判断 MOS 管的三个引脚
  • 2. P/N 沟道的判断
  • 3. 寄生二极管方向的判断
  • 4. MOS 管的作用
    • 4.1 开关作用
    • 4.2 隔离作用
    • 4.3 总结(结合寄生二极管)

1. 判断 MOS 管的三个引脚

  • G 极,最容易识别。
  • S 极,标志:两条引线相交。
  • D 极,标志:单独引线

经典MOS 管电路工作原理_第1张图片

2. P/N 沟道的判断

  • P 沟道,箭头背向 G 极
  • N 沟道,箭头指向 G 极

经典MOS 管电路工作原理_第2张图片

3. 寄生二极管方向的判断

  • P 沟道,由 S 极指向 D 极
  • N 沟道,由 D 极指向 S 极

或者说:寄生二极管箭头总与中间衬底箭头方向保持一致!

经典MOS 管电路工作原理_第3张图片

4. MOS 管的作用

4.1 开关作用

  • NMOS 管:D 极输入,S 极输出。
  • PMOS 管:S 极输入,D 极输出。

输入输出端,通过 MOS 管的寄生电容方向判断
经典MOS 管电路工作原理_第4张图片


MOS 管导通条件:(G 极电压与 S 极做比较)
N 沟道: U G > U S U_G > U_S UG>US 时导通,简单认为 U G = U S U_G=U_S UG=US 时截止。
P 沟道: U G < U S U_G < U_S UG<US 时导通,简单认为 U G = U S U_G=U_S UG=US 时截止。


饱和导通问题

MOS 管导通作用分为信号切换电压通断两类。

信号切换 MOS 管: ∣ Δ U G S ∣ ∈ ( 3 V , 5 V ) |\Delta{U_{GS}}| \isin (3V,5V) ΔUGS(3V,5V),遵循导通条件,实际应用中导通即可,不必须饱和导通。比如常见的:2N7002 、2N7002E、2N7002K、2N7002D、FDV301N等。

电压通断 MOS 管: ∣ Δ U G S ∣ > 10 V |\Delta{U_{GS}}| >10V ΔUGS>10V,遵循导通条件,开通时必须工作在饱和导通状态。比如常见的:AON7407、RJK0651DPB等。


示例:

沟道 型号 作用 常用接法 截止条件 导通条件
N 2N7002E 信号切换(开关) S 极接地, U S = 0 V U_S=0V US=0V U G = U S = 0 V U_G=U_S=0V UG=US=0V U G U_G UG U S U_S US大 3V 到 5V 即可, U G = 3 V U_G=3V UG=3V
N AON7410 电压通断(开关) D 极接输出, U D = 5 V 。 S 极 接 输 出 U_D=5V 。S 极接输出 UD=5VS U G = U S = 0 V U_G=U_S=0V UG=US=0V U G U_G UG U S U_S US大 10V 以上, U G = U S + 10 V = 15 V ( 导 通 时 , U_G=U_S+10V=15V(导通时, UG=US+10V=15VU_S=5V ) )
P AOD409 电压通断(开关) S 极接输出, U S = 19 V 。 D 极 接 输 出 U_S=19V 。D 极接输出 US=19VD U G = U S = 10 V U_G=U_S=10V UG=US=10V U G U_G UG U S U_S US小 10V 以上, U G = U S − 13 V = 6 V U_G=U_S-13V=6V UG=US13V=6V

经典MOS 管电路工作原理_第5张图片

4.2 隔离作用

实质就是实现电路的单向导通,相当于一个二极管。常用隔离 MOS,因为使用二极管,存在导通压降,会损失一些电压。使用隔离 MOS,在正向导通时,在控制极加合适电压,可以让 MOS 管饱和导通,几乎不会产生压降


4.3 总结(结合寄生二极管)

如果 MOS 管用作开关时,(不论N沟道还是P沟道),一定是寄生二极管的负极接输入边,正极接输出端或接地。否则就无法实现开关功能了。所以,N沟道一定是D极接输入,S极接输出或地。P沟道则相反,一定是S极接输入,D极接输出。
如果MOS管用作隔离时,(不论N沟道还是P沟道),寄生二极管的方向一定是和主板要实现的单向导通方向一致
笔记本主板上用PMOS做隔离管的最常见,但也有极少的主板用NMOS来实现。

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