MOS管的世界

mos管,金属氧化物半导体,也称场效应晶体管。mos管有三个极,分别是栅极(G极),源极(D极),漏极(S极),是一种电压控制型器件,通过控制G极来控制器件的导通截止。


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mos管分为Nmos管和Pmos管,两种在驱动上有着不同的方式,主要是由于两者的构造存在着差异。Nmos管的驱动方式是在GS极上施加正电压,即VGS>0V,同时当电压超过开启电压,即VGS>VGS(on)>0V管子就开始导通,而Pmos管则相反,在GS极施加负电压,当VGS<0V

一般mos管的开启电压在器件的数据手册都有标出,基本上有两个电压,分别为VGS=4.5V或VGS=10,这两个电压造成的不同就是mos管在开启后其内阻不同,VGS越高,其对应的内阻RDS也就相对于越低,简单的说就是电压越高,驱动能力越强,打开通道越彻底,内阻也就越低了,但是该电压值也不是无限高,一般不超过±20V。


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通过上面的简单介绍,其实对于mos管的选型也就有相应的了解了,mos管在选择的时候,最基本的就是看VGS(开启电压),RDS(导通内阻),ID(允许通过电流),VDS(耐压)。


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从上图可以看出,mos管的电压是施加在DS极,通过控制VGS,来使DS导通,流过电流,因此,器件本身的内阻就显得很重要了,如果内阻太大,则可以通过P=I^2R算出其本省的损耗非常高,这个损耗通过热的形式来散发,因此器件就会非常热,最后超过耐温造成损坏。所以在通过电流很大的时候就会选用内阻非常小的器件来使用。一般这几个参数值在器件的数据手册都是可以很明显的看到。


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在应用的时候,mos管通常需要在GS极之间加下拉电阻。


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加上这个电阻的原因是因为mos管的极与极之间存在这一个寄生电容,这个电容会导致没工作的时候G极处于悬空不定态,而当有静电的时候,或者给DS施加电压,会给寄生电容进行充电,若没有下拉电阻来释放能量,则会导致G极电压升高,当此时在G极施加电压时,容易造成损坏。加上下拉电阻后则可以通过电阻到地形成回路对能量进行示范,保护管子。

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同时由于电容的存在,在使用时,由于会先给电容进行充电,所以实际上会存在一个电压,叫做平台电压,此时,mos管会进入一个放大区,管子会不断发热,最后造成损坏,所以在控制G极的时候,驱动电流也不能太小,当电流大的时候,可以加快电容充电时间,这样管子处于放大状态也就相对减少,管子发热也就降低。在关断的时候也是同样的情况,所以用示波器测量mos管的输出波形,就会得到如上图的一个波形。

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