MOS管在开关电路中的使用

发表于 2019-06-19 10:16:00 已收藏
赞(0) •  评论(0

MOS管在开关电路中的使用

发表于 2019-06-19 10:16:00
+关注

MOS管开关电路是利用一种电路,是利用MOS管栅极(g)控制MOS管源极(s)和漏极(d)通断的原理构造的电路。MOS管分为N沟道与P沟道,所以开关电路也主要分为两种。

P沟道MOS管开关电路

优德体育 PMOS的特性,Vgs小于一定的值就会导通,适合用于源极接VCC时的情况(高端驱动)。需要注意的是,Vgs指的是栅极G与源极S的电压,即栅极低于电源一定电压就导通,而非相对于地的电压。但是因为PMOS导通内阻比较大,所以只适用低功率的情况。大功率仍然使用N沟道MOS管。

N沟道mos管开关电路

优德体育 NMOS的特性,Vgs大于一定的值就会导通,适合用于源极接地时的情况(低端驱动),只要栅极电压大于参数手册中给定的Vgs就可以了,漏极D接电源,源极S接地。需要注意的是Vgs指的是栅极G与源极S的压差,所以当NMOS作为高端驱动时候,当漏极D与源极S导通时,漏极D与源极S电势相等,那么栅极G必须高于源极S与漏极D电压,漏极D与源极S才能继续导通。

优德体育 一般情况下普遍用于高端驱动的MOS,导通时需要是栅极电压大于源极电压。而高端驱动的MOS管导通时源极电压与漏极电压(VCC)相同,所以这时栅极电压要比VCC大4V或10V.如果在同一个系统里,要得到比VCC大的电压,就要专门的升压电路了。很多马达驱动器都集成了电荷泵,要注意的是应该选择合适的外接电容,以得到足够的短路电流去驱动MOS管。

优德体育 MOS管是电压驱动,按理说只要栅极电压到到开启电压就能导通DS,栅极串多大电阻均能导通。但如果要求开关频率较高时,栅对地或VCC可以看做是一个电容,对于一个电容来说,串的电阻越大,栅极达到导通电压时间越长,MOS处于半导通状态时间也越长,在半导通状态内阻较大,发热也会增大,极易损坏MOS,所以高频时栅极栅极串的电阻不但要小,一般要加前置驱动电路的。

优德体育 场效应管的作用主要有信号的转换、控制电路的通断,这里我们讲解的是MOS管作为开关管的使用。对于MOS管的选型,注意4个参数:漏源电压(D、S两端承受的电压)、工作电流(经过MOS管的电路)、开启电压(让MOS管导通的G、S电压)、工作频率(最大的开关频率)。下面我们看一下MOS管的引脚,如下图所示:

MOS管在开关电路中的使用

MOS管在开关电路中的使用

有3个引脚,分别为G(栅极)、S(源极)、D(漏极)。在开关电路中,D和S相当于需要接通的电路两端,G为开关控制。这里给大家分享一个自己的分辨P沟道和N沟道的方法,我们就看中间的箭头,把G(栅极)连接的部分当做沟道,大家都知道PN结,而不是NP结,那么就是P指向N的,所以脑海里想到这样的情景 P--》N,所以箭头都是P--》N的,那么中间的箭头指向的就是N,如果指向沟道那就是N沟道,如果指向的是S(没有指向沟道),那就是P沟道。这个方法也适用于三极管的判别(NPN、PNP)。

优德体育 在上图中我们可以看到右边都有一个寄生二极管,起到保护的作用。那么根据二极管的单向导电性我们也能知道在电路连接中,D和S应该如何连接。使用有寄生二极管的N沟道MOS管的情况下,D的电压要高于S的电压,否则MOS管无法正常工作(二极管导通)。使用有寄生二极管的P沟道MOS管,S的电压要高于D的电压,原因同上。

下面是MOS管的导通条件,只要记住电压方向与中间箭头方向相反即为导通(当然这个相反电压需要达到MOS管的开启电压)。比如导通电压为3V的N沟道MOS管,只要G的电压比S的电压高3V即可导通(D的电压也要比S的高)。同理,导通电压为3V的P沟道MOS管,只要G的电压比S的电压低3V即可导通(S的电压比D的高)。在电路中的典型应用如下图所示,分别为N沟道与P沟道的MOS管驱动电路:

MOS管在开关电路中的使用

MOS管在开关电路中的使用

我们可以看到,N沟道的MOS管的电路中,BEEP引脚为高电平即可导通,蜂鸣器发出声音,低电平关闭蜂鸣器;P沟道的MOS管是用来控制GPS模块的电源通断,GPS_PWR引脚为低电平时导通,GPS模块正常供电,高电平时GPS模块断电。

重点、重点、重点:以上两个应用电路中,N沟道和P沟道MOS管不能互相替代,如下两个应用电路不能正常工作:

MOS管在开关电路中的使用

MOS管在开关电路中的使用

相关推荐:

收藏

相关话题

评论(0)

加载更多评论
相关文章
  • 1970-01-01
  • 分享到

    QQ空间 QQ好友 微博
    取消