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MOS总结

今天的文章简单总结一下MOS以下是本文目录。

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▉场效应管分类 场效应管分为结型(JFET)和金属-氧化物-半导体型(MOSFET)两种类型。 JFET英文全称是Junction Field-Effect Transistor,实际上几乎不需要N沟和P沟。 MOSFET英文全称是Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,应用广泛,MOSFET一般称MOS管。

MOSFET增强型和耗尽型有两大类,每一类都有增强型和耗尽型NMOS和PMOS。 增强型MOS管的英文为Enhancement MOS或者EMOS,耗尽型MOS管的英文为Depletion MOS或者DMOS。 一般主板使用最多的是增强型MOS管,NMOS最多一般用于信号控制,其次是PMOS,多用在电源开关等方面,耗尽型几乎不用。 ▉N和P区分

以下红色箭头指向G极NMOS,箭头背向G极PMOS。

▉寄生二极管 由于生产工艺,一般MOS有寄生二极管,有的又称体二极管。

红色标记为体二极管 从上图可以看出NMOS和PMOS寄生二极管方向不同,NMOS是由S极→D极,PMOS是由D极→S极。 寄生二极管和普通二极管一样,正接会导,反接截止日期。NMOS,S极端正时,D寄生二极管生二极管会导通,反之亦然;对于PMOS当D极端正时,管道,S极接负,寄生二极管导通,反之亦然。 在某些应用中,也会选择走体二极管来减少DS体二极管之间的压降比MOS同时要注意体二极管的过电流能力。 当满足MOS管道导通条件时,MOS管道的D极和S极会导通,此时体二极管处于截止状态 ,因为MOS管道的导通内阻很小,一般mΩ级别,流过1A级别的电流,也才mV因此,D极与S极之间的导通压降很小,不足以使寄生二极管导通,这一点需要特别注意。 ▉ 导通条件 MOS管道为压控型,导通G和S压差决定决定。

对NMOS来说,Vg-Vs>Vgs(th),也就是说,G的压差大于一定值,MOS管会导通,但也不能太大,否则会烧坏MOS管道、开启电压等参数可见具体设备SPEC。

对PMOS来说,Vs-Vg>Vgs(th),即S极与G极之间的压差大于一定值,MOS同样,具体参数取决于设备SPEC。

基本开关电路

NMOS管开关电路

当GPIO_CTRL电压小于MOS当管道打开电压时,MOS管截止,OUT通过R1上拉到5V,OUT=5V。

当GPIO_CTRL电压大于MOS当管道打开电压时,MOS管导通,D极电压等于S极电压,即OUT=0V。

PMOS管开关电路

PMOS管道最常用于电源开关电路,如下图所示GPIO_CRTL=0V时,SG极压差大于MOS当管道打开电压时,MOS管导通,5V_VOUT=5V_VIN。

▉ 不同于三极管

三极管是电流控制,MOS电压控制主要有以下区别:

1.只允许从信号源中选择少量电流MOS管道;如果信号电压较低,则可以从信号源中选择三极管。

2,MOS管是单极性装置(多数载流子导电),三极管是双极性装置(多数载流子和少数载流子导电)。

3,有些MOS可交换使用管道的源极和漏极,栅极也可正负,灵活性优于三极管。

4,MOS管道应用广泛,可在很小的电流和很低的电压下工作。

5,MOS管道输入阻抗大,噪音低,MOS三极管,三极管损耗大。

6,MOS三极管常用作电源开关、大电流开关电路和高频高速电路的数字电路开关控制。

▉ G与S极串联电阻的作用

MOS管道的输入阻抗很大,容易受到外部信号的干扰,只要有少量的静电,就可以G-S极间等效电容器两端产生高电压。如果静电不及时释放,两端的高压很容易使MOS管产生误动作,甚至有可能击穿G-S极,起到固定电平的作用。

▉ G极串联电阻的作用 MOS管是压控型,有的情况下,为什么还需要在G极串联一个电阻呢? 1,减缓Rds从无穷大到Rds(on)。 2.防止震荡,一般单片机I/O在电压突变的情况下,输出口会带来一些杂散电感,可能会与栅极电容形成LC串联电阻可以增加阻尼,减少冲击效果。 3.降低网极充电峰值电流。 ▉ MOS米勒效应管 关于MOS米勒效应管,可以阅读文章: 臭名昭着的MOS管米勒效应 ▉ 选型要点 1.电压值 关注Vds最大导通电压和Vgs在实际使用中,最大耐压不能超过此值,否则MOS管会损坏。

注意导通电压Vgs(th),一般MOS根据单片机,管道由单片机控制GPIO选择适合导通阈值的电平MOS管道,并尽量保留一定的余量,以确保MOS可正常开关。

2.电流值 关注ID这个值代表电流PMOS管道能流过多少电流,反应带负载的能力,超过这个值,MOS管道也会损坏。

3.功率损耗 功率损失需要注意以下参数,包括热阻和温度。热阻是指当热量在物体上传输时,物体两端温差与热源功率之间的比值℃/W或者是K/W,热阻公式为ThetaJA = (Tj-Ta)/P,与功率和环境温度有关。

4.导通内阻 引导内阻关注PMOS的Rds(on)导通内阻越小,参数越小,PMOS管道损耗越小,一般PMOS管道的导通内阻都在mΩ级别。

5.开关时间 MOS作为开关设备,将有开关时间的概念。在高速电路中,尽可能选择输入和输出电容Ciss&Coss开关时间小Ton&Toff短的MOS确保数据通信正常。 推荐阅读参数解释文章:带你阅读MOS管参数「输入输出电容和开关时间」

6.封装 根据PCB板的尺寸,选择合适的尺寸PMOS在板载面积有限的情况下,尽量选择小包装;尽量选择常见的包装,以备后续选择合适的替代品。 ———————————————— 版权声明:本文为CSDN博主「曹野狐」遵循原创文章CC 4.0 BY-SA版权协议,请附上原始来源链接和本声明。 原文链接:https://blog.csdn.net/weixin_32821257/article/details/112181812

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