MOS管/MOSFET/场效应管

MOS管，只要是电子相关专业的，只要是硬件工程师，都会学过：书上说，MOS管的主要作用是放大。不过实际在智能硬件产品开发和物联网产品开发中，几乎没有用到放大用的MOS管，绝大部分是用来做开关的。

偶尔有些放大作用的MOS管，也是集成在芯片里面的。可以毫不夸张的讲，只要不是做IC设计的，几乎用不到MOS管的放大功能。自己搭出来的MOS放大电路，性能不可能有专业芯片公司做的好的。

本文主要讲MOS管在常用的数字电路板上的用法。至于MOS管G、S、D三个端口、N-MOS、P-MOS这样的基础知识，我们就不赘述了，需要的读者请自行翻书查资料吧。

用作开关的时候，不管是N-MOS还是P-MOS，记住一句话即可：VGS有电压差，MOS管就导通。VGS没有电压差，MOS管就关闭。

MOS管常见的主要用途有以下几种

负极开关（N-MOS）：设备控制

LED灯控制电路

马达控制电路

N-MOS广泛应用于设备通断的控制。例如上图的LED灯控制和电动马达的控制。GPIO口拉高，MOS管就导通，LED灯亮、马达转动。GPIO拉低，MOS管就关闭，LED灯灭，马达就停止转动。

在普通的低电压数字电路上，这种控制方式对MOS管本身没有什么特定高要求，随便抓一个N-MOS也可以用。NPN的三极管也可以用。

正极开关（P-MOS）：电源控制

P-MOS通常用作电源的开关，控制设备的电源打开或者关闭。

如上图，默认状态下LCD_PWR_EN是被拉低的，T2001关断，P-MOS的控制端（U2003的pin1，G极）是高电平，VGS=0，此时P-MOS关断，电压没有输出到右边。

如果GPIO被拉高，T2001导通，MOS管G极被拉低，VGS=VBAT，超过了打开电压，此时P-MOS被打开，电压有输出到右侧。

升压开关（N-MOS）：

升压芯片内部其实就是个N-MOS，跟N-MOS的开关性质是一样的。

PWM波控制升压芯片N-MOS的通断。PWM为高的时候，MOS打开，电感蓄流，PWM为低的时候，MOS关闭，带你干向二极管和Vout端释放电流。

信号反向（N-MOS）

N-MOS经常用于把控制信号反向。

如上图，GPIO220控制USBHUB的Reset。Reset脚是低有效，而GPIO一般设计成默认是低电平，拉高有效。因此通过一个MOS管来把控制信号反向。

GPIO拉低，MOS不通，RESET脚被上拉到3.3V。GPIO拉高，MOS导通，RESET脚被接到地上，RESET就生效了。

充电控制（P-MOS）

充电P-MOS芯片

充电电路是智能硬件系统中，少量的MOS管工作在放大区的电路之一。通过控制GDRV脚（P-MOS Gate脚）的电压，控制充电电流的大小。例如在恒流充电的时候，把电流控制在1A，在恒压充电的时候，随着电池电压上升逐渐减小充电电流。（不过这个应用场景，一般不需要硬件工程师自己去计算，控制逻辑都是在主芯片中设计好了的）

VGS vs ID

VGS和MOS通过的电流的关系图。充电IC通过控制VGS来控制充电电流

MOS管使用注意事项：

VGS、VDS超过额定电压会击穿。

电流/功率过大会烧掉。

用于大电流控制的时候需要注意这两点。其他时候不需要考虑。

某N-MOS的参数

硬件基础知识-- MOS管

MOS管（场效应管）在智能硬件开发中应用