1、MOS管原理用法學(xué)過(guò)模擬電路，但都忘得差不多了。重新學(xué)習(xí)MOS管相關(guān)知識(shí)，大多數(shù)是整理得來(lái)并非原創(chuàng)。如有錯(cuò)誤還請(qǐng)多多指點(diǎn)！一、 一句話(huà)MOS管工作原理 NMOS的特性，Vgs大于一定的值就會(huì)導(dǎo)通，適合用于源極接地時(shí)的情況(低端驅(qū)動(dòng))，只要柵極電壓達(dá)到一定電壓（如4V或10V, 其他電壓，看手冊(cè)）就可以了。 PMOS的特性，Vgs小于一定的值就會(huì)導(dǎo)通，適合用于源極接VCC時(shí)的情況(高端驅(qū)動(dòng))。但是，雖然PMOS可以很方便地用作高端驅(qū)動(dòng)，但由于導(dǎo)通電阻大，價(jià)格貴，替換種類(lèi)少等原因，在高端驅(qū)動(dòng)中，通常還是使用NMOS。 二、在使用MOS管設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電源或者馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路的時(shí)候，大部分人都會(huì)考慮MOS的導(dǎo)

2、通電阻，最大電壓等，最大電流等，也有很多人僅僅考慮這些因素。這樣的電路也許是可以工作的，但并不是優(yōu)秀的，作為正式的產(chǎn)品設(shè)計(jì)也是不允許的。 1，MOS管種類(lèi)和結(jié)構(gòu) MOSFET管是FET的一種（另一種是JFET），可以被制造成增強(qiáng)型或耗盡型，P溝道或N溝道共4種類(lèi)型，但實(shí)際應(yīng)用的只有增強(qiáng)型的N溝道MOS管和增強(qiáng)型的P溝道MOS管，所以通常提到NMOS，或者PMOS指的就是這兩種。 至于為什么不使用耗盡型的MOS管，不建議刨根問(wèn)底。 對(duì)于這兩種增強(qiáng)型MOS管，比較常用的是NMOS。原因是導(dǎo)通電阻小，且容易制造。所以開(kāi)關(guān)電源和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用中，一般都用NMOS。下面的介紹中，也多以NMOS為主。 M

3、OS管的三個(gè)管腳之間有寄生電容存在，這不是我們需要的，而是由于制造工藝限制產(chǎn)生的。寄生電容的存在使得在設(shè)計(jì)或選擇驅(qū)動(dòng)電路的時(shí)候要麻煩一些，但沒(méi)有辦法避免，后邊再詳細(xì)介紹。 在MOS管原理圖上可以看到，漏極和源極之間有一個(gè)寄生二極管。這個(gè)叫體二極管，在驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載（如馬達(dá)、繼電器），這個(gè)二極管很重要，用于保護(hù)回路。順便說(shuō)一句，體二極管只在單個(gè)的MOS管中存在，在集成電路芯片內(nèi)部通常是沒(méi)有的。 2，MOS開(kāi)關(guān)管損失 不管是NMOS還是PMOS，導(dǎo)通后都有導(dǎo)通電阻存在，這樣電流就會(huì)在這個(gè)電阻上消耗能量，這部分消耗的能量叫做導(dǎo)通損耗。選擇導(dǎo)通電阻小的MOS管會(huì)減小導(dǎo)通損耗。現(xiàn)在的小功率MOS管導(dǎo)通電阻

4、一般在幾十毫歐左右，幾毫歐的也有。 MOS在導(dǎo)通和截止的時(shí)候，一定不是在瞬間完成的。MOS兩端的電壓有一個(gè)下降的過(guò)程，流過(guò)的電流有一個(gè)上升的過(guò)程，在這段時(shí)間內(nèi)，MOS管的損失是電壓和電流的乘積，叫做開(kāi)關(guān)損失。通常開(kāi)關(guān)損失比導(dǎo)通損失大得多，而且開(kāi)關(guān)頻率越快，損失也越大。 導(dǎo)通瞬間電壓和電流的乘積很大，造成的損失也就很大?？s短開(kāi)關(guān)時(shí)間，可以減小每次導(dǎo)通時(shí)的損失；降低開(kāi)關(guān)頻率，可以減小單位時(shí)間內(nèi)的開(kāi)關(guān)次數(shù)。這兩種辦法都可以減小開(kāi)關(guān)損失。3，MOS管驅(qū)動(dòng) 跟雙極性晶體管相比，一般認(rèn)為使MOS管導(dǎo)通不需要電流，只要GS電壓高于一定的值，就可以了。這個(gè)很容易做到，但是，我們還需要速度。 在MOS管的結(jié)構(gòu)中

5、可以看到，在GS，GD之間存在寄生電容，而MOS管的驅(qū)動(dòng)，實(shí)際上就是對(duì)電容的充放電。對(duì)電容的充電需要一個(gè)電流，因?yàn)閷?duì)電容充電瞬間可以把電容看成短路，所以瞬間電流會(huì)比較大。選擇/設(shè)計(jì)MOS管驅(qū)動(dòng)時(shí)第一要注意的是可提供瞬間短路電流的大小。 第二注意的是，普遍用于高端驅(qū)動(dòng)的NMOS，導(dǎo)通時(shí)需要是柵極電壓大于源極電壓。而高端驅(qū)動(dòng)的MOS管導(dǎo)通時(shí)源極電壓與漏極電壓（VCC）相同，所以這時(shí)柵極電壓要比VCC大4V或10V。如果在同一個(gè)系統(tǒng)里，要得到比VCC大的電壓，就要專(zhuān)門(mén)的升壓電路了。很多馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器都集成了電荷泵，要注意的是應(yīng)該選擇合適的外接電容，以得到足夠的短路電流去驅(qū)動(dòng)MOS管。 上邊說(shuō)的4V或10

6、V是常用的MOS管的導(dǎo)通電壓，設(shè)計(jì)時(shí)當(dāng)然需要有一定的余量。而且電壓越高，導(dǎo)通速度越快，導(dǎo)通電阻也越小?，F(xiàn)在也有導(dǎo)通電壓更小的MOS管用在不同的領(lǐng)域里，但在12V汽車(chē)電子系統(tǒng)里，一般4V導(dǎo)通就夠用了。 MOS管的驅(qū)動(dòng)電路及其損失，可以參考Microchip公司的AN799 Matching MOSFET Drivers to MOSFETs。講述得很詳細(xì)，所以不打算多寫(xiě)了。5，MOS管應(yīng)用電路 MOS管最顯著的特性是開(kāi)關(guān)特性好，所以被廣泛應(yīng)用在需要電子開(kāi)關(guān)的電路中，常見(jiàn)的如開(kāi)關(guān)電源和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，也有照明調(diào)光。 參數(shù)含義： Rds(on)：DS的導(dǎo)通電阻.當(dāng)Vgs=10V時(shí)，MOS的DS之間的電阻I

7、d： 最大DS電流.會(huì)隨溫度的升高而降低Vgs: 最大GS電壓.一般為：-20V+20VIdm: 最大脈沖DS電流.會(huì)隨溫度的升高而降低，體現(xiàn)一個(gè)抗沖擊能力，跟脈沖時(shí)間也有關(guān)系Pd: 最大耗散功率Tj: 最大工作結(jié)溫，通常為150度和175度Tstg: 最大存儲(chǔ)溫度Iar: 雪崩電流Ear: 重復(fù)雪崩擊穿能量Eas: 單次脈沖雪崩擊穿能量BVdss： DS擊穿電壓Idss: 飽和DS電流，uA級(jí)的電流Igss: GS驅(qū)動(dòng)電流，nA級(jí)的電流.gfs: 跨導(dǎo)Qg: G總充電電量Qgs: GS充電電量 Qgd: GD充電電量Td(on): 導(dǎo)通延遲時(shí)間，從有輸入電壓上升到10%開(kāi)始到Vds下降到其幅

8、值90%的時(shí)間Tr: 上升時(shí)間，輸出電壓 VDS 從 90% 下降到其幅值 10% 的時(shí)間Td(off): 關(guān)斷延遲時(shí)間，輸入電壓下降到 90% 開(kāi)始到 VDS 上升到其關(guān)斷電壓時(shí) 10% 的時(shí)間Tf: 下降時(shí)間，輸出電壓 VDS 從 10% 上升到其幅值 90% 的時(shí)間 ( 參考圖 4) 。 Ciss: 輸入電容，Ciss=Cgd + Cgs.Coss: 輸出電容，Coss=Cds +Cgd. Crss: 反向傳輸電容，Crss=Cgc. 總結(jié)：N溝道的電源一般接在D，輸出S，P溝道的電源一般接在S，輸出D。增強(qiáng)耗盡接法基本一樣。P是指P溝道,N是指N溝道。G：gate 柵極S：source

9、 源極D：drain 漏極 以RJK0822SPN的POWER MOS為例： Drain to source voltage:VDSS漏源極電壓80VGate to source voltage：VGSS 20 門(mén)源電壓這三種應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域都有詳細(xì)的介紹，這里暫時(shí)不多寫(xiě)了。以后有時(shí)間再總結(jié)。PS 百度知道的一些 P溝道P溝道的管子使用的時(shí)候你只需要記住幾件事情：當(dāng)柵極（G）的電壓比漏極的電壓(D)小5V以上（有的管子可以更低），管子就開(kāi)始導(dǎo)通，壓差越大，G和S（源極）之間的電阻就越小，損耗也就越小，但是不能太大。還有一件事情就是G和S之間的最大耐壓，元器件手冊(cè)上有說(shuō)明。最后就是G和S之間容許通

10、過(guò)的最大電流，這個(gè)元器件手冊(cè)上寫(xiě)的也很清楚。說(shuō)的夠明白了。N溝道結(jié)構(gòu)上，N溝道耗盡型MOS管與N溝道增強(qiáng)型MOS管基本相似,其區(qū)別僅在于柵源極間電壓vGS=0時(shí)，耗盡型MOS管中的漏源極間已有導(dǎo)電溝道產(chǎn)生，而增強(qiáng)型MOS管要在vGSVT時(shí)才出現(xiàn)導(dǎo)電溝道。原因是制造N溝道耗盡型MOS管時(shí)，在SiO2絕緣層中摻入了大量的堿金屬正離子Na+或K+(制造P溝道耗盡型MOS管時(shí)摻入負(fù)離子)，如圖1(a)所示，因此即使vGS=0時(shí)，在這些正離子產(chǎn)生的電場(chǎng)作用下，漏源極間的P型襯底表面也能感應(yīng)生成N溝道(稱(chēng)為初始溝道)，只要加上正向電壓vDS，就有電流iD。如果加上正的vGS，柵極與N溝道間的電場(chǎng)將在溝道中吸引來(lái)更多的電子，溝道加寬，溝道電阻變小，iD增大。反之vGS為負(fù)時(shí)，溝道中感應(yīng)的電子減少，溝道變窄，溝道電阻變大，iD減小。當(dāng)vGS負(fù)向增加到某一數(shù)值時(shí)，導(dǎo)電