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電路模塊之MOS管的應(yīng)用
  • 發(fā)布時(shí)間:2021-03-22 16:31:55
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電路模塊之MOS管的應(yīng)用
1. MOS管開關(guān)電路
學(xué)習(xí)過模擬電路的人都知道三極管是流控流器件,也就是由基極電流控制集電極與發(fā)射極之間的電流;而MOS管是壓控流器件,也就是由柵極上所加的電壓控制漏極與源極之間電流。
MOSFET管是FET的一種,可以被制造為增強(qiáng)型或者耗盡型,P溝道或N溝道共四種類型,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。實(shí)際應(yīng)用中,NMOS居多。
MOS管應(yīng)用
圖1 左邊是N溝道的MOS管,右邊是P溝道的MOS管
**寄生二極管的方向如何判斷呢?**它的判斷規(guī)則就是對(duì)于N溝道,由S極指向D極;對(duì)于P溝道,由D極指向S極。
MOS管應(yīng)用
如何分辨三個(gè)極?
D極單獨(dú)位于一邊,而G極是第4PIN。剩下的3個(gè)腳則是S極。
它們的位置是相對(duì)固定的,記住這一點(diǎn)很有用。
請(qǐng)注意:不論NMOS管還是PMOS管,上述PIN腳的確定方法都是一樣的。
MOS管應(yīng)用
MOS管應(yīng)用MOS管應(yīng)用
MOS管導(dǎo)通特性
導(dǎo)通的意思是作為開關(guān),相當(dāng)于開關(guān)閉合。
NMOS的特性:Vgs大于某一值管子就會(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4V就可以了。
PMOS的特性:Vgs小于某一值管子就會(huì)導(dǎo)通,適合用于源極接VCC時(shí)的情況(高端驅(qū)動(dòng))。
下圖是MOS管開關(guān)電路,輸入電壓是Ui,輸出電壓是Uo。
當(dāng)Ui較小時(shí),MOS管是截止的, Uo=Uoh=Vdd;
當(dāng)Ui較大時(shí),MOS管是導(dǎo)通的, Uo =Ron/(Ron+Rd)*Vdd,由于Ron<>
MOS管應(yīng)用
應(yīng)用實(shí)例:
以下是某筆記本主板的電路原理圖分析,在此mos管是開關(guān)作用:
PQ27控制腳為低電平,PQ27截止,而右側(cè)的mos管導(dǎo)通,所以輸出拉低;
MOS管應(yīng)用
電路原理分析:
PQ27控制腳為高電平,PQ27導(dǎo)通,所以其漏極為低電平,右側(cè)的mos管處于截止?fàn)顟B(tài),所以輸出為高電平。
MOS管應(yīng)用
整體看來,兩個(gè)管子的搭配作用就是高低電平的切換,這個(gè)電路來自于筆記本主板的電路,但是這個(gè)電路模塊也更常見于復(fù)雜電路的上電時(shí)序控制模塊,GPIO的操作模塊等等應(yīng)用中。
2. MOS管的隔離作用
MOS管實(shí)現(xiàn)電壓隔離的作用是另外一個(gè)非常重要且常見的功能,隔離的重要性在于:擔(dān)心前一極的電流漏到后面的電路中,對(duì)電路系統(tǒng)的上電時(shí)序,處理器或邏輯器件的工作造成誤判,最終導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常工作。因此,實(shí)際的電路系統(tǒng)中,隔離的作用非常重要。
MOS管應(yīng)用
比如,上下兩個(gè)圖就是通過源極的高低電平來控制MOS管的通斷,來實(shí)現(xiàn)信號(hào)電平的隔離,因?yàn)镸OS管有體二極管,并且是反向的,所以并不會(huì)有信號(hào)通過MOS管漏過去。這是一個(gè)非常經(jīng)典的電路,并且可以通過搭配衍生出很多實(shí)用的電路。
MOS管的應(yīng)用
比如,下面這個(gè)IIC總線中電平轉(zhuǎn)換電路,其實(shí)跟上面的電路存在極大的相似性。
MOS管的應(yīng)用
電路分析:
SDA1為高電平(3V3)時(shí),TR1截止,SDA2輸出為高電平(5V);
SDA1為低電平(0V)時(shí),TR1導(dǎo)通,SDA2輸出為低電平。
總結(jié):
在筆記本主板上用到的NMOS可簡(jiǎn)單分作兩大類:
信號(hào)切換用MOS管: Ug比Us大3V---5V即可,實(shí)際上只要導(dǎo)通即可,不必須飽和導(dǎo)通。
電壓通斷用MOS管: Ug比Us應(yīng)大于10V以上,而且開通時(shí)必須工作在飽和導(dǎo)通狀態(tài)。
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