P沟道场效(xiao)应(ying)管特(te)点及(ji)开关条件、应(ying)用分析-KIA MOS管
信(xin)息来源:本站 日期(qi):2019-04-12
金属氧化物半导体场效应(MOS)晶体管可分为N沟道与P沟道两大类,P沟道硅MOS场效应晶体管在N型硅衬底上有两个P+区,叫源极和漏极,两极之间不通导,柵极上加有满足的正电压(源极接地)时,柵极下的N型硅外表呈现P型反型层,成为连接源极和漏极的沟道。改变栅压能够改变沟道中的电子密度,从而改变沟道的电阻。这种MOS场效应晶体管称为P沟道增强型场效应晶体管。假如N型硅衬底外表不加栅压就已存在P型反型层沟道,加上适当的偏压,可使沟道的电阻增大或减小。这样的MOS场效应晶体管称为P沟道耗尽型场效应晶体管。统称为PMOS晶体管。
P沟道(dao)MOS管(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)空穴迁移率低,因而(er)在MOS管(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)几许(xu)尺寸和(he)工(gong)作(zuo)电(dian)(dian)(dian)压绝对(dui)值相等的(de)(de)(de)(de)(de)状况下(xia),PMOS管(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)跨导小(xiao)于N沟道(dao)MOS管(guan)(guan)。此外,P沟道(dao)MOS管(guan)(guan)阈值电(dian)(dian)(dian)压的(de)(de)(de)(de)(de)绝对(dui)值普通偏高,要求有(you)(you)较(jiao)高的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)电(dian)(dian)(dian)压。它的(de)(de)(de)(de)(de)供电(dian)(dian)(dian)电(dian)(dian)(dian)源的(de)(de)(de)(de)(de)电(dian)(dian)(dian)压大小(xiao)和(he)极性,与双极型(xing)晶(jing)体(ti)管(guan)(guan)——晶(jing)体(ti)管(guan)(guan)逻辑电(dian)(dian)(dian)路不兼(jian)容。这就给PMOS管(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)运用领(ling)域有(you)(you)了必(bi)定的(de)(de)(de)(de)(de)限制。
PMOS管因逻辑摆幅大,充电放电进程长,加之器材跨导小,所以工作速度更低,在NMOS管电路呈现之后,大都已为NMOS电路所替代。仅仅,因PMOS管电路工艺简略,价钱低廉,有些中范围和小范围数字控制电路仍采用PMOS管电路技能。PMOS管的特性,Vgs小于必定的值就会导通,适合用于源极接VCC时的状况(高端驱动)。
当然(ran)PMOS管(guan)能(neng)够很便当地(di)用作(zuo)高端驱动,但由于导通电(dian)(dian)阻大,交流(liu)种类少等缘由,在高端驱动中,一(yi)般还是运用NMOS管(guan)。正常工作(zuo)时,P沟道增强型MOS管(guan)的衬底必需(xu)与源极(ji)相连,而漏心极(ji)的电(dian)(dian)压(ya)Vds应为(wei)负(fu)值,以保证两个P区与衬底之(zhi)间(jian)的PN结均为(wei)反偏,一(yi)起为(wei)了在衬底顶外表左近(jin)构成导电(dian)(dian)沟道,栅极(ji)对源极(ji)的电(dian)(dian)压(ya)Vgs也应为(wei)负(fu)。
P-MOS管(guan)的导(dao)通(tong)调(diao)节是G极与S极中(zhong)间的电(dian)压差低于阈值时,S极和D极导(dao)通(tong)。
在实际的使用中,将控(kong)制信号接(jie)到G极(ji)(ji),S极(ji)(ji)接(jie)在VCC,从(cong)而达到控(kong)制P-MOS管(guan)的开和关的效(xiao)果,在S极(ji)(ji)和D极(ji)(ji)导(dao)通后,导(dao)通电(dian)阻Rds(on)极(ji)(ji)小,一般是几十毫欧级,电(dian)流(liu)流(liu)通后,形成的压降很小。
1.电源通断控(kong)制(zhi)
P-MOS管(guan)的通断控(kong)制(zhi),其(qi)实(shi)就(jiu)是(shi)控(kong)制(zhi)其(qi)Vgs的电压(ya),从而达(da)到(dao)控(kong)制(zhi)电源(yuan)的目的。
Key开关(guan)闭合前,P-MOS管输(shu)出电压0.0164V,闭合后,P-MOS管输(shu)出电压5V。
但在(zai)实际(ji)电路(lu)中,一般都用MCU的GPIO代(dai)替Key开关(guan)来(lai)控(kong)制,同时MCU高(gao)电平时3.3V,因此GPIO输出控(kong)制信号时需要使用三(san)极管(guan),在(zai)这里三(san)极管(guan)的选择(ze)也有区别。
有时(shi)候我们想要(yao)一(yi)个(ge)GPIO控制几(ji)个(ge)信号时(shi),这就考虑到电(dian)平匹配的问题。
2.高电(dian)平(ping)控制电(dian)源(yuan)导通,用一个NPN三极管(guan)
3.低电平控制电源导通,用一组PNP+NPN三极管
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