MOS管

MOS管是由G极的电压相对于S极的电压大小，控制DS极间的沟道的宽度，来控制所能流过的电流的大小，从而形成控制的作用，存在一个开启电压Vt，大约为2V左右，一般需要4.5V以上使管子完全导通。

 

 

 NMOS                                                        PMOS

                        

                             

       有Vgs才会有Id                                          有Vsg才会有Id

 

(G极的电压可以高于电压电压，因为它与其他极绝缘)

场效应管栅极(G)和其它电极是绝缘的，不产生电流，截止情况下没有Id电流

 

因为是电压控制电流型，输入阻抗极高，大于100M，驱动功率小。所以对输入信号基本没有损耗

 

MOS管导通后，漏源之间基本上相当于有一个线性的电阻，符合伏安特性，Id大的时候，功耗会大。而且管功耗大的时候，导致温度上升，会使得Id电流减小，会进行反馈调节，使MOS管很少出现热击穿的现象

 

Mos管发热，主要原因之一是MOS管频繁的开关，寄生电容在频繁开启关闭时，显现出交流特性而具有阻抗，形成电流。另一个原因是导通电流过大，超过MOS管的功率限定导致发热

 

场效应管只有多子参与导电，所以热稳定性较好

 

栅源之间的直流电阻基本上就是SiO2绝缘电阻，一般达100MΩ左右，交流输入阻抗基本上就是输入电容的容抗

 

大功率MOS管由于工艺的问题，导致G极寄生电容不可避免，开关特性时的速度主要受这个电容的影响，如果想要追求高速，则需要强大的栅极驱动电流能力。但是为了“灌满”寄生电容需要时间，就会产生上升沿变缓，对开关频率形成重大威胁直至不能工作。

 

 

 

 

 

 

电源切换电路

        

 

 

    

 

 

使用低Uth类型的PMOS管（如Uth=-2V）做开关

 

当5V没接入时，PMOS管的栅极通过电阻R1下拉到地（0V），锂电池BAT（3.7~4.2V）通过MOS管的内部体二极管到达源极，源极电压为（3~3.5）V，此时Ugs为（-3.5）V到（-3）V，Ugs < Uth，MOS管导通，输出Vout=（3.7~4.2）V，（注当MOS管导通后，体二极管截止，不会有电流流过体二极管）。当5V接入后，通过二极管D1到达源极，源极电压为4.3V，栅极电压为5V，Ugs=4.3-5=-0.7V>Uth，此时MOS管关断，输出Vout=4.3V（5-0.7）

 

    

 

 

这个电路是实现外部电源与电池供电自动切换的，VBAT为电池输入，EX_POWER为外电源输入。

 

 

当外部电池没有输入的时候，三极管V14基极的电压为0，三极管不导通，电池电压VBAT通过R66和R68分压后在三极管V13的基极产生一个大于0.7V的压降，三极管V13导通，MOS管V12的G极电压为0V，MOS管导通，VBAT通过MOS管V12的DS极，输出Vout供电,由于MOS管通的时候几乎不产生压降，所以实测VOUT等于VBAT。

 

当有外部电源输入，且外部电源输入大于1V左右，在三极管V14的基极上产生0.7V的压降，三极管导通，V13基极的压降为0，三极管V13 截止，MOS管V12上的G极为高电平，Vgs>0,MOS管V12的DS截止，VBAT输出关断，外部电源通过二极管D4给VOUT，用于给设备供电，此时电池不供电。

 

这个电路是利用三极管和MOS的开关特性来实现双电源无缝自动切换，由于MOS管通电阻非常小，所在导通时几乎没有压降，电池电压和输出到设备的供电电压完全一致，克服了上一个电路上会产生压降的缺点，并且外部输入的电源电压可以小于电池电压，这对于多节镍氢电池供电，且电池电压变化范围较大的电路非常适用

 

 

MOS管的逻辑电平转换功能