目录：
1）MOS管导电流方向 2）MOS管二极的电流是多少？ 3）电路应用
1）空闲状态 2）3.3V转5V 3）5V转3.3V
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FET管子由一大群小FET大规模集成功率开关并联于硅片。每个小的FET叫胞，每个胞的电流并不大，只有百毫安级。设计师采用蚂蚁扞树的办法，多数量FET并联，达到大开关电流。也就是说，在同样大小的硅片和耐压性下，细胞越多，允许电流越大。由于多胞结构。FET寄生二极管具有耐电压击穿的能力，即所谓雪崩耐量。
在数据表中，以EAR(可重复雪崩耐量)和EAS(单雪崩耐量)表示。FET抗电压(过压)冲击能力。因此，许多小功率反激电源不能使用RCD吸收，FET自己吸收就够了。
在过压严重的情况下使用，一定要注意！大雪崩耐受性可以提高系统的可靠性！FET这种能力和电压终身不会改变！
Avalanche[?vl:n] 雪崩；Repetitive[rpettv]重复的；
如图所示，每个细胞的原理结构，红色指示FET蓝色是寄生体二极管。
在电场力的作用下，P绝缘层下方的大多数载流子孔将被排除在外，远离绝缘层，少数载流子自由电子被吸引到绝缘层下，两个N区的大多数载流子也被吸引到栅极区的绝缘层下。这样，由于缺乏载流子，电子层在电子层下形成耗尽层，电子层在绝缘层下积累。N型层是因为电子是带负电荷的载流子。与P型衬底相比，它也被称为反型层。这种反型层实际上是漏极与源极之间的导电沟，它将漏极与源极相连。导电沟是在电场力的作用下形成的，因此也称为感应沟。
平时FET它被关闭了。当网格增加正压时，它会吸引许多电子。这样，相邻的P型半导体就变成了N型，形成了连接两个N区的通道（N沟道），FET就通了。显然，，，FET耐压性越高，沟道越长，电阻越大。这是高压FET的RDSON大原因；相反，P沟FET同样，不再重复。因此，功率FET常被等效为：
FET它是由导体/半导体/绝缘体组成的真实物质。这些物质是相互搭配的FET。然后，任何两个绝缘导体自然构成物理电容-寄生电容。Cgd Cgs=Ciss——输入电容，Coss——输出电容。
虽然都是电容，但是有本质的区别。Cgd/Cds有绝缘层PN结！Cgs基本基本没有这个东西！Cgd/Cds容量大小变了！而且，变得很不正常！所以，Cgd/Cds理论上存在，也列在数据表中。也可作为微变等效的参数计算分析，但也只用于线性放大中的微变等效分析。在开关过程的工程分析中，异常变化只能用电荷值来衡量。Qgd就是Cdg储存的电荷量(弥勒电荷)，Qds是Cds储存电荷量。
这些电荷在开/关状态下是如何影响的FET工作的。FET静态关断时，Cgd/Cgs充电状态如图示：
网格电压为零，Qgs=0。Qgd被充满，Vgd=Vds。注：由于Cds通常与其它杂散电容并联，对电源产生共同影响，所以这里暂时不做分析。
给FET正脉冲应用于栅极。
由于Cgd承受正压时，电容很小(Cgd虽然小，但是Qgd=Cgd*Ugd，Qgd还是很大的)，Cgs远大于Cgd。因此脉冲早期驱动脉冲主要是Cgs充电，直到FET直到开始。开启时，FET门槛电压是门槛电压Vth。电流越大，Cgs例如，在开关电源的应用中，场管的充电速度越快，切换速度越快。因此，栅极电阻选择小电阻，Vgs高利于高电压。
在大多数情况下，栅格电压达到Vth前面，只有很小的电流流过FET。FET一直处于关闭状态。
当FET栅电压达到Vth，FET开始导电。无论负载是在漏极还是在源极，部分或全部电压都会通过电流承受。FET将所有电压从阻断状态逐渐变为短路，几乎没有电压降落。
在这个过程中，Cgd同步经历了电过程。放电电流为I=Qgd/ton。
Igd——密勒电流分流了FET的驱动电流！使得FET的栅电压上升变缓。
弥勒电荷越大，这个斜坡越长。弥勒电荷不仅和器件有关还和漏极电压有关。一般电压越高，电荷量越大。
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Q=I^2Rt，P=I^2R=W/t，故 Q=W=Pt，其中P发热功率、t工作时间、Q其他形式能转化成的热量(内能)。
故导通与截止过程时间越短，比如上图中的tf，tf越陡峭其开关损耗越小，开关频率越高其损耗越大。另外由于导通时Rdson电阻上有导通损耗，截止时的漏电流也有损耗(可忽略不计)。
MOS总损耗=开关损耗+导通损耗，损耗越大温升越大，在开关电源中每升高10系统可靠性下降1倍。
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1）MOS管导通电流方向
我们在最开始学习MOS管的时候，应该都是从NMOS开始的，电流的方向都是从D到S的。
实际应用电路，NMOS会有电流从S到D的情况，比如下面这个NMOS管防电源反接电路（，实际电路需要多考虑一些因素）。
原理：
电源正极VCC经过后级负载电路接到体二极管，那么体二极管就会导通，于是此时S极的电压就约为0.7V左右（体二极管导通电压）。
同时栅极G极接的是VCC，所以Vgs=Vcc-0.7V>Vgsth，NMOS管会导通。NMOS管导通之后，导通压降基本为0，那么Vgs=Vcc，MOS管维持导通状态。
这样整体电源通路就是通的，电源给后级负载供上了电，。
这里有一点需要特别注意，。
栅极G接电源负极，也就是0V，S极经过负载接到了电源负极，也就是0V，所以Vgs=0V，MOS管也不导通。
与此同时， D极为Vcc，S极为0V，体二极管反向偏置，也不导通，所以无法通过NMOS管流过电流。。
接反的电源不会怼到后面的负载上面，所以后级电路就不会烧了，我们只要把前面的电源正负极接对，那么后级电路又能正常工作了，如此，便实现了防反接的功能。
总结：实际使用时我们往往需要考虑的是体二极管的方向，D到S还是S到D都可以。
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2）MOS管体二极可过多大电流
应该都知道上面这是个buck电路吧，下管是NMOS管，在上管断开，下管导通的时候，电感的电流来源于下管。
也就是说，，并且这个电流可以是很大的，因为电感的电流是可以比较大的，跟负载有关。
除此之外，我们也知道，BUCK在开关切换的时候，会存在死区时间（上管和下管都不导通的时候）。而电感的电流是不能断的，死区时间电感的电流就是走的下管的体二极管。
又因为电感的电流取决于负载电流，是可以到几安培的，所以说下管的体二极管的电流也是可以很大的。 英飞凌的NMOS管，里面有详细介绍体二极管的过流能力，包括持续和瞬间的电流。
从上表直接可以看到，体二极管的，的，同时，也可以看到，。
可能会有些诧异，
实际应用自然是到不了，我们需要注意上面是有个条件，那就是的，c是case，也就是外壳保持25℃情况下的。
我们实际应用中，如果不加特别的散热措施，肯定是没法保证这个MOS外壳是这个温度，自然也就不能持续通过38A的电流。
不过这也，我们仅仅是看这个参数的意义，想知道它是怎么来的。我们再看看手册里面的功耗限制。
可以看到，在Tc=25℃时，功耗限制是38W，前面知道导通电压是1V，电流限制是38A，正好功耗限制等于电压乘以电流，这了。所以，。
同时，我们看到，在Ta=25℃，功耗限制是3W，这个Ta就是环境温度了，这个与实际使用情况应该是更为接近的（不使用特别散热措施）。
如果用这个值计算，那么体二极管能持续通过的电流也就是3W/1V=3A左右，当然，这个是我的推测，手册里面没写。
到这里，至少我们应该知道了，。
当然，还有一个问题，上面说的是持续的电流，必然还有瞬间电流的问题，
这个问题反而更为重要一点，因为正常使用中，我们不会给MOS管的体二极管通过持续时间比较长的电流。如果有这个需要，我们直接让MOS管导通不就好了吗，功耗还能更低。
前面举例的BUCK中，体二极管也只是在死区时间才会有电流通过，这个时间是相当短暂的。
所以这个。
我们还是看的手册，因为它都直接标出来了。
这个管子导通电流可以到59A，在10us时间内能通过的电流是236A，而体二极管也是236A，二者是相同的，而且都很大，也就是说体二极管的瞬间电流根本就不会成为使用的瓶颈。
也许这就是为什么我们很少去关注MOS管的体二极管的电流，只看MOS管导通电流够不够大。
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3）电路应用
MOS管在笔记本电脑主板中应用广泛，可参看HP1213TX图纸内的相关电路；汽车电子中也有大量应用，比如车身控制模块BCM（灯与电机的控制）。
P44电源隔离电路
仿真电路见MOS场效应管--控制-嵌入式文档类资源-CSDN下载。
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MOS管可看做是一个理想MOS管本体和一个反并二极管并联。
假设是N型MOS管，当gs端是高电平时，电流可以正向（即从D流到S）流过理想MOS管本体，也可以反向（即从S流到D）流过MOS管本体（由于本体阻抗比反向二极管阻抗低，电流几乎全部从本体漏过）。当gs端是低电平时，电流无法正向流过MOS管本体和反并二极管，电流也无法反向流过MOS管本体，但是电流可以反向流过反并的二极管。
S1=0，Vgs=VCC_S1，NMOS导通，S2=0；
S1=VCC_S1，NMOS截止，S2被上拉至VCC_S2；
S1高阻，NMOS截止，S2被上拉至VCC_S2。
上图中S1、S2为两个信号端，VCC_S1和VCC_S2为这两个信号的高电平电压。
另外限制条件：
1）VCC_S1<=VCC_S2
2）S1的低电平门限大于0.7V左右(视NMOS内的二极管压降而定)
3）Vgs<=VCC_S1
4）Vds<=VCC_S2
关于3.3V和5V/12V等电路的互相转换，NMOS管选择AP2306即可。此电路我已在多处应用，效果很好。
在电平转换器的操作中要思索下面的三种状态：
1）没有器件下拉总线线路
“低电压”局部的总线线路经过上拉电阻Rp 上拉至3.3V。 MOSFET 管的门极和源极都是3.3V， 所以它的VGS 低于阀值电压，MOSFET 管不导通。这就允许“高电压”局部的总线线路经过它的上拉电阻Rp 拉到5V。 此时两局部的总线线路都是高电平，只是电压电平不同。
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2）一个3.3V 器件下拉总线线路到低电平
MOSFET 管的源极也变成低电平，而门极是3.3V。 VGS上升高于阀值，MOSFET 管开端导通。然后“高电压”局部的总线线路经过导通的MOSFET管被3.3V 器件下拉到低电平。此时，两局部的总线线路都是低电平，而且电压电平相同。
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3）一个5V 的器件下拉总线线路到低电平
MOSFET 管的漏极基底二极管“低电压”局部被下拉直到VGS 超越阀值，MOSFET 管开端导通。“低电压”局部的总线线路经过导通的MOSFET 管被5V 的器件进一步下拉到低电平。此时，两局部的总线线路都是低电平，而且电压电平相同。
这三种状态显现了逻辑电平在总线系统的两个方向上传输，与驱动的局部无关。状态1 执行了电平转换功用。状态2 和3 依照I2C 总线标准的请求在两局部的总线线路之间完成“线与”的功用。
除了3.3V/VDD1 和5V/VDD2 的电源电压外，还能够是例如：2V/VDD1 和10V/VDD2。 在正常操作中，VDD2必需等于或高于VDD1（ 在开关电源时允许VDD2 低于VDD1）。
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利用MOS管搭建的低成本方案，实现电平的双向转换，具体电路如下图示：
以下分析其工作原理，因SCL与SDA两条支路工作原理一致，故选取其中一条支路进行分析，如下分三种情况进行讨论：
1）空闲状态
则有：
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2）3.3V转5V
则有：
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3）5V转3.3V
则有：
注：因MOS管都存在开关速度问题，故此种形式的电平转换电路速度不能过高，一般控制在1MHz以内；而对于标准模式100kbit/s 或快速模式400kbit/s的 I2C 总线，该电平转换电路不存在任何限制问题。
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MOS管在信号切换与电压通断控制应用中，常有P沟道MOS管信号切换(高边驱动)与电压通断控制(高边驱动)，N沟道MOS管信号切换(低边驱动)与电压通断控制(高边驱动)等。
注：NMOS用于高边开关时，由于源极(Source)接负载，就会存在两个问题。源极(Source)悬空；栅极(Gate)电压要高于漏极(Drain)供电电压。而且还会带来不稳定的情况： P沟道MOSFET是高端驱动器的自然选择。它效率高，坚固耐用，易于控制。操作可达到驱动芯片的最大电源电压。高侧NMOS栅极驱动器更复杂，在高du/dt时会出现问题，因为驱动器本身是浮动的，即其相对GND电势与驱动器输出相同。 有时，当不可预见的事件（例如，电机外侧的ESD事件）导致斜坡加速时，会出现这种情况。由于N通道高端驱动器控制芯片可以直接看到斜率，因此可能会超过允许的最大du/dt。
NMOS与PMOS高边、低边驱动控制与笔记本电脑电源隔离仿真电路：MOS场效应管控制。
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1、控制电源开关的输入信号 Control 为低电平或高阻时，三极管Q2的基极被拉低到地，为低电平，Q2不导通，进而MOS管Q1的Vgs = 0，MOS管Q1不导通，+5V_OUT 无输出。电阻R4是为了在 Control 为高阻时，将三极管Q2的基极固定在低电平，不让其浮空。
2、当电源 +5V_IN 刚上电时，要求控制电源开关的输入信号 Control 为低电平或高阻，即关闭三极管Q2，从而关闭MOS管Q1。因 +5V_IN 还不稳定，不能将电源打开向后级电路输出。此时等效电路图如下。
此时电源 +5V_IN 刚上电，使MOS管G极与S极等电势，即Vgs = 0，令Q1关闭。
3、电源 +5V_IN 上电完成后，MOS管G极与S极两端均为5V，仍然Vgs = 0。
4、此时将 Control 设为高电平（假设高电平为3.3V），则：
①三极管Q2的基极为0.7V，可算出基极电流Ibe为：(3.3V - 0.7V) / 基极电阻R3 = 0.26mA。
②三级管Q2饱和导通，Vce ≈ 0。电容C1通过电阻R2充电，即C1与G极相连端的电压由5V缓慢下降到0V，导致Vgs电压逐渐增大。
③MOS管Q1的Vgs缓慢增大，令其缓慢打开直至完全打开。最终Vgs = -5V。
④利用电容C1的充电时间实现了MOS管Q1的缓慢打开（导通），实现了软开启的功能。
MOS管打开时的电流流向如下图所示：
5、电源打开后，+5V_OUT 输出为5V电压。此时将 Control 设为低电平，三极管Q2关闭，电容C1与G极相连端通过电阻R2放电，电压逐渐上升到5V，起到软关闭的效果。软关闭一般不是我们想要的，过慢地关闭电源，可能出现系统不稳定等异常。过程如下图：
一般情况下还是放心使用软启动功能，伴随而来的软关闭效果一般没什么影响。
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原理见上述“之”的介绍，实用电路如下：
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不含杂质的半导体称为本征半导体。半导体硅和锗的最外层电子有四个，故而称它为四价元素，每一个外层电子称为价电子。为了处于稳定状态，单晶硅和单晶锗中的每个原子的四个价电子都要和相邻原子的价电子配对，形成所谓的共价键，如下图所示。
但是共价键中的电子并不像绝缘体中的电子结合的那样紧，由于能量激发（如光照、温度变化），一些电子就能挣脱原有的束缚而成为自由电子。与此同时，某处共价键中失去一个电子，相应地就留下一个空位，称为空穴。自由电子和空穴总是成对出现。
若在本征半导体两端加以电压，则会有两种数量相等的运载电荷的粒子（称作载流子）产生电流。一种是由自由电子向正极移动，形成的电子电流；另一种是空穴向负极移动形成的空穴电流，半导体中载流子的移动如下图所示。空穴电流的形成好像电影场中，前排座位空着，由后排人逐个往前填补人，人向前运动，空位向后运动一样。因此，在半导体中同时存在着电子导电和空穴导电，但由于这两种载流子数量很少，所以本征半导体导电能力远不如金属中的自由电子。
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若在本征半导体中掺入少量的杂质，半导体的导电性能将会大大的改善。在纯净的半导体硅（Si）中掺入少量的五价磷（P）或三价硼（B）元素，就构成了电子型半导体（简称N型半导体）和空穴型半导体（简称P型半导体）。P型半导体的形成在纯净半导体中掺入原子外层有三个电子的硼元素。硼原子与相邻硅原子形成共价键时，因缺少一个电子而多一个空穴。如下图所示每掺入一个硼原子就有一个空穴，这种半导体称为P型半导体。在P型半导体中，空穴占多数，自由电子占少数，空穴是多数载流子。
同理在纯净的半导体硅中掺入原子外层有五个电子的磷元素，就形成了N型半导体。其自由电子占多数，电子是多数载流子。
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要想让PN结导通形成电流，必须消除其空间电荷区的内部电场的阻力。很显然，给它加一个反方向的更大的电场，即P区接外加电源的正极，N区接负极，就可以抵消其内部自建电场，使载流子可以继续运动，从而形成线性的正向电流。而外加反向电压则相当于内建电场的阻力更大，PN结不能导通，仅有极微弱的反向电流（由少数载流子的漂移运动形成，因少子数量有限，电流饱和）。当反向电压增大至某一数值时，因少子的数量和能量都增大，会碰撞破坏内部的共价键，使原来被束缚的电子和空穴被释放出来，不断增大电流，最终PN结将被击穿（变为导体）损坏，反向电流急剧增大。
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