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把一个MOS管制作成开关电路

撞上电子 2023-11-15 08:00 次阅读
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你要是想读懂这篇文章,请先去了解MOS管的基础知识,本文是在基础之上做出的一部分扩展,可能有一点点深,请各位同学注意。本文带你了解MOS管的开通/关断原理,使用PMOS做上管、NMOS做下管都是比较方便,使用PMOS做下管、NMOS做上管的电路设计复杂,一般情况下意义不大,所以很少采用。下面先了解MOS管的开通/关断原理,请看下图:0a47901a-834a-11ee-9788-92fbcf53809c.png

PMOS和NMOS的开通/关断原理主要基于半导体材料的特性。

NMOS管是压控型器件,其栅极(G极)与源极(S极)之间的电压VGS大于开启电压时,内部沟道在场强的作用下导通。当VGS电压小于开启电压时,内部沟道截止。VGS电压越高,内部场强越大,导通程度越高,导通电阻Ron越小。需要注意的是,VGS电压不能超过芯片允许的极限电压。NMOS管一般作为低端驱动器件,源级S接地。所以,NMOS管的主回路电流方向为D→S,导通条件为VGS有一定的压差,一般为5-10V(G电位比S电位高)。

PMOS管的使用原理与NMOS类似,只不过PMOS管的源级(S极)接电源VCC,S极电压固定。只需G极电压比S极低6V即可导通。使用PMOS管当上管时,D极接地,S极的电压不固定(0V或VCC),无法确定控制极G极的电压,使用较麻烦,需采用隔离电压设计。所以,PMOS管的主回路电流方向是S→D,导通条件为VGS有一定的压差,一般为-5-10V(S电位比G电位高)。

NMOS管

NMOS管也是压控型器件,其栅极(G极)与源极(S极)之间的电压VGS大于开启电压时,内部沟道在场强的作用下导通。当VGS电压小于开启电压时,内部沟道截止。

当NMOS管的门极(G极)接收到一个高电平时,它相当于一个电阻,将电流引入通道中,从而产生电路通路。此时,内部沟道在场强的作用下导通,电流可以从源级(S极)流向漏级(D极)。

相反,当门极(G极)接收到一个低电平时,NMOS管相当于一个断开开关,将内部沟道关闭,从而中断电路。此时,没有电流可以从源级(S极)流向漏级(D极)。

0aa85882-834a-11ee-9788-92fbcf53809c.png
PMOS管

PMOS管是一种通过电压来控制电流的元件。其通断原理与NMOS类似,但PMOS管的源级(S极)接电源正极,栅极(G极)电压比源级(S极)低6V即可导通。

当PMOS管的门极(G极)接收到一个高电平时,它相当于一个电阻,将电流引入通道中,从而产生电路通路。此时,内部沟道在场强的作用下导通,电流可以从源级(S极)流向漏级(D极)。

相反,当门极(G极)接收到一个低电平时,PMOS管相当于一个断开开关,将内部沟道关闭,从而中断电路。此时,没有电流可以从源级(S极)流向漏级(D极)。

因此,PMOS开关电路通常被用于控制电路电源。当输入信号为高电平时,PMOS开关电路会打开,从而将电源电压传递到电路中。当输入信号为低电平时,PMOS开关电路会关闭,从而阻止电源电压传递到电路中。

0aacc73c-834a-11ee-9788-92fbcf53809c.png综上所述,是NMOS的话,就S极接地。PMOS就S极接电源。都是给S极一个固定的电位。

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