mos管导通电压

场效应管(guan)的(de)导(dao)通与截(jie)止(zhi)由栅源电压来(lai)控(kong)制，对于增强型场效应管(guan)来(lai)说，N沟道的(de)管(guan)子(zi)加正向电压即导(dao)通，P沟道的(de)管(guan)子(zi)则加反向电压。一般2V～4V就(jiu)可以了。

但(dan)是(shi)，场效应管分为(wei)增强型(xing)（常开型(xing)）和(he)耗尽型(xing)（常闭型(xing)），增强型(xing)的管子是(shi)需要加电压才能(neng)导通(tong)的，而(er)耗尽型(xing)管子本来就处于导通(tong)状态，加栅源电压是(shi)为(wei)了使其(qi)截止。

开关只有(you)两(liang)种状态通和(he)(he)断，三(san)(san)极管(guan)和(he)(he)场效(xiao)应管(guan)工作有(you)三(san)(san)种状态，1、截止(zhi)，2、线(xian)性放大，3、饱和(he)(he)（基(ji)极电(dian)(dian)流继续增(zeng)加而(er)集(ji)电(dian)(dian)极电(dian)(dian)流不再增(zeng)加）。使晶(jing)体(ti)(ti)管(guan)只工作在1和(he)(he)3状态的(de)电(dian)(dian)路(lu)称之(zhi)为开关电(dian)(dian)路(lu)，一(yi)般以晶(jing)体(ti)(ti)管(guan)截止(zhi)，集(ji)电(dian)(dian)极不吸收电(dian)(dian)流表示关；以晶(jing)体(ti)(ti)管(guan)饱和(he)(he)，发射(she)极和(he)(he)集(ji)电(dian)(dian)极之(zhi)间(jian)的(de)电(dian)(dian)压差接近于0V时表示开。

开关电路(lu)用于(yu)数(shu)字(zi)电路(lu)时(shi)，输出(chu)电位(wei)接(jie)近(jin)0V时(shi)表(biao)示0，输出(chu)电位(wei)接(jie)近(jin)电源(yuan)电压时(shi)表(biao)示1。所以数(shu)字(zi)集成电路(lu)内部的晶体管都工作在(zai)开关状态。      场效(xiao)应(ying)管按沟道分可(ke)分为Ｎ沟道和Ｐ沟道管（在(zai)符号图(tu)中可(ke)看到中间的箭头(tou)方向不一样）。

按(an)材料分可(ke)分为结(jie)(jie)型管(guan)和绝缘(yuan)栅型管(guan)，绝缘(yuan)栅型又分为耗尽型和增(zeng)强型，一般主板上大(da)多是(shi)绝缘(yuan)栅型管(guan)简称ＭＯＳ管(guan)，并且大(da)多采用增(zeng)强型的Ｎ沟道，其次是(shi)增(zeng)强型的Ｐ沟道，结(jie)(jie)型管(guan)和耗尽型管(guan)几乎不用。

场(chang)效(xiao)应(ying)晶体管(guan)(guan)（FieldEffectTransistor缩写(FET)）简称(cheng)场(chang)效(xiao)应(ying)管(guan)(guan).由多数载(zai)流(liu)(liu)子(zi)参与(yu)导电(dian),也称(cheng)为(wei)单(dan)极(ji)(ji)型(xing)晶体管(guan)(guan).它属于(yu)电(dian)压控(kong)制型(xing)半导体器件(jian).   场(chang)效(xiao)应(ying)管(guan)(guan)是利用(yong)多数载(zai)流(liu)(liu)子(zi)导电(dian),所以(yi)称(cheng)之为(wei)单(dan)极(ji)(ji)型(xing)器件(jian),而晶体管(guan)(guan)是即有(you)多数载(zai)流(liu)(liu)子(zi),也利用(yong)少(shao)数载(zai)流(liu)(liu)子(zi)导电(dian),被(bei)称(cheng)之为(wei)双极(ji)(ji)型(xing)器件(jian).有(you)些场(chang)效(xiao)应(ying)管(guan)(guan)的源极(ji)(ji)和漏极(ji)(ji)可以(yi)互换使用(yong),栅压也可正(zheng)可负,灵活性(xing)比晶体管(guan)(guan)好.

MOS管导通特性

导(dao)通(tong)的意思是作(zuo)为(wei)开关(guan)，相当(dang)于(yu)开关(guan)闭(bi)合。

NMOS的(de)特性，Vgs大于一(yi)定(ding)的(de)值(zhi)就会(hui)导通，适合(he)用于源极(ji)接地时的(de)情况（低端驱动），只要(yao)栅极(ji)电压达到4V或10V就可以了。

PMOS的特性(xing)，Vgs小于(yu)一定(ding)的值(zhi)就会导通，适合用于(yu)源极(ji)接(jie)VCC时(shi)的情况（高端(duan)驱(qu)动）。但(dan)是(shi)，虽(sui)然PMOS可以很方(fang)便地用作高端(duan)驱(qu)动，但(dan)由于(yu)导通电(dian)阻大，价格贵，替(ti)换种类少等(deng)原因，在高端(duan)驱(qu)动中，通常还是(shi)使用NMOS。

MOS开关管损失

不(bu)管(guan)是(shi)NMOS还是(shi)PMOS，导(dao)通(tong)后都有(you)导(dao)通(tong)电阻存在(zai)，这(zhei)(zhei)样(yang)电流(liu)就会在(zai)这(zhei)(zhei)个电阻上(shang)消(xiao)耗能量，这(zhei)(zhei)部(bu)分消(xiao)耗的能量叫(jiao)做导(dao)通(tong)损(sun)耗。选择导(dao)通(tong)电阻小的MOS管(guan)会减小导(dao)通(tong)损(sun)耗。现在(zai)的小功率MOS管(guan)导(dao)通(tong)电阻一般在(zai)几十毫(hao)欧(ou)左右(you)，几毫(hao)欧(ou)的也(ye)有(you)。

MOS在(zai)导通(tong)和截止的(de)(de)时候(hou)，一(yi)定不是在(zai)瞬间完成的(de)(de)。MOS两(liang)端的(de)(de)电(dian)压(ya)(ya)有一(yi)个(ge)下降的(de)(de)过(guo)程(cheng)，流过(guo)的(de)(de)电(dian)流有一(yi)个(ge)上升的(de)(de)过(guo)程(cheng)，在(zai)这段时间内，MOS管的(de)(de)损失(shi)(shi)是电(dian)压(ya)(ya)和电(dian)流的(de)(de)乘积，叫(jiao)做(zuo)开关(guan)(guan)损失(shi)(shi)。通(tong)常开关(guan)(guan)损失(shi)(shi)比导通(tong)损失(shi)(shi)大得(de)多，而且开关(guan)(guan)频率越快，损失(shi)(shi)也越大。

导通(tong)瞬间电压和电流的(de)乘积很大，造成(cheng)的(de)损失也就(jiu)很大。缩短开关时间，可(ke)以(yi)(yi)减小每(mei)次导通(tong)时的(de)损失；降低开关频率，可(ke)以(yi)(yi)减小单位时间内(nei)的(de)开关次数。这两种办法都可(ke)以(yi)(yi)减小开关损失。

MOS管驱动

跟双极性(xing)晶(jing)体管(guan)相(xiang)比，一般认(ren)为(wei)使MOS管(guan)导(dao)通不需要电(dian)流，只要GS电(dian)压(ya)高(gao)于一定的值，就可以了。这个很容易做到，但(dan)是，我们还需要速度。

在MOS管的(de)结(jie)构中可(ke)以(yi)看(kan)到，在GS，GD之间(jian)(jian)存在寄(ji)生电(dian)(dian)容，而MOS管的(de)驱动，实际上就是对电(dian)(dian)容的(de)充(chong)(chong)放电(dian)(dian)。对电(dian)(dian)容的(de)充(chong)(chong)电(dian)(dian)需要一(yi)个电(dian)(dian)流(liu)，因为对电(dian)(dian)容充(chong)(chong)电(dian)(dian)瞬间(jian)(jian)可(ke)以(yi)把(ba)电(dian)(dian)容看(kan)成短路，所以(yi)瞬间(jian)(jian)电(dian)(dian)流(liu)会比较大。选(xuan)择/设计MOS管驱动时第一(yi)要注(zhu)意的(de)是可(ke)提(ti)供瞬间(jian)(jian)短路电(dian)(dian)流(liu)的(de)大小。

第二注(zhu)意的(de)是(shi)，普遍用于(yu)高端驱(qu)(qu)动的(de)NMOS，导通(tong)(tong)时需要(yao)是(shi)栅(zha)极电(dian)(dian)(dian)压(ya)大(da)于(yu)源极电(dian)(dian)(dian)压(ya)。而高端驱(qu)(qu)动的(de)MOS管(guan)导通(tong)(tong)时源极电(dian)(dian)(dian)压(ya)与漏极电(dian)(dian)(dian)压(ya)（VCC）相同，所以这时栅(zha)极电(dian)(dian)(dian)压(ya)要(yao)比VCC大(da)4V或10V。如(ru)果在同一(yi)个系统里，要(yao)得(de)(de)到比VCC大(da)的(de)电(dian)(dian)(dian)压(ya)，就要(yao)专门的(de)升压(ya)电(dian)(dian)(dian)路了。很多马(ma)达驱(qu)(qu)动器都集成了电(dian)(dian)(dian)荷泵，要(yao)注(zhu)意的(de)是(shi)应(ying)该选择合适的(de)外接电(dian)(dian)(dian)容(rong)，以得(de)(de)到足够的(de)短路电(dian)(dian)(dian)流去驱(qu)(qu)动MOS管(guan)。

上边说的(de)4V或10V是常用的(de)MOS管的(de)导通(tong)电压，设计时当然需要有一定的(de)余量。而且电压越(yue)(yue)高，导通(tong)速(su)度越(yue)(yue)快，导通(tong)电阻也越(yue)(yue)小(xiao)(xiao)。现(xian)在也有导通(tong)电压更(geng)小(xiao)(xiao)的(de)MOS管用在不同的(de)领域里(li)，但在12V汽车电子系(xi)统里(li)，一般4V导通(tong)就够用了

1、低压应用

当使用5V电源，这(zhei)时候(hou)如果使用传统的图腾柱(zhu)结构，由(you)于三极管(guan)的be有0.7V左右的压降，导致实际最终加(jia)在gate上的电压只有4.3V。这(zhei)时候(hou)，我们选用标(biao)称gate电压4.5V的MOS管(guan)就存在一定的风险(xian)。

同(tong)样(yang)的问题也发生在使用3V或者(zhe)其他低压电源的场(chang)合。

2、宽电压应用

输(shu)入电(dian)压并不是一(yi)个固(gu)定(ding)值，它会随着时(shi)间或者(zhe)其他因素而变动(dong)。这个变动(dong)导致(zhi)PWM电(dian)路(lu)提供给MOS管的(de)(de)驱动(dong)电(dian)压是不稳定(ding)的(de)(de)。

为了(le)让MOS管在高gate电压(ya)(ya)下(xia)安全，很(hen)多MOS管内置(zhi)了(le)稳(wen)压(ya)(ya)管强行限制gate电压(ya)(ya)的(de)(de)幅(fu)值。在这(zhei)种(zhong)情(qing)况下(xia)，当提供(gong)的(de)(de)驱动电压(ya)(ya)超过稳(wen)压(ya)(ya)管的(de)(de)电压(ya)(ya)，就会引起较大的(de)(de)静态(tai)功(gong)耗。

同时，如果简单的用(yong)电(dian)阻分压(ya)(ya)(ya)的原理降(jiang)低gate电(dian)压(ya)(ya)(ya)，就会出现输入(ru)电(dian)压(ya)(ya)(ya)比(bi)较(jiao)高的时候(hou)，MOS管(guan)工作良(liang)好(hao)，而(er)(er)输入(ru)电(dian)压(ya)(ya)(ya)降(jiang)低的时候(hou)gate电(dian)压(ya)(ya)(ya)不(bu)足，引(yin)起(qi)导(dao)通不(bu)够(gou)彻底(di)，从而(er)(er)增加功耗。

3、双电压应用

在一些(xie)控制(zhi)电路中，逻辑部分使用(yong)典型(xing)的(de)5V或者3.3V数字电压(ya)(ya)，而功率部分使用(yong)12V甚至更(geng)高的(de)电压(ya)(ya)。两个电压(ya)(ya)采用(yong)共地方式连接。

这就提(ti)出(chu)一(yi)个要(yao)求，需要(yao)使(shi)用一(yi)个电路，让低压侧能(neng)够有效的控制高(gao)压侧的MOS管(guan)，同(tong)(tong)时高(gao)压侧的MOS管(guan)也同(tong)(tong)样会面对(dui)1和2中提(ti)到(dao)的问题。

在这三种情况下，图腾柱结(jie)构无法(fa)满足(zu)输(shu)出(chu)要求，而很多(duo)现成的(de)MOS驱动IC，似乎也(ye)没有包含gate电(dian)压限制的(de)结(jie)构。

联系方式：邹(zou)先生

联系电(dian)话(hua)：0755-83888366-8022

手(shou)机(ji)：18123972950

QQ：2880195519

联系地(di)址：深圳市(shi)福田区车公庙天安数码城天吉(ji)大(da)厦CD座5C1

请搜微信公众号(hao):“KIA半(ban)导体”或扫一扫下图(tu)“关注”官方微信公众号(hao)

请“关注”官方微(wei)信(xin)公(gong)众(zhong)号(hao):提供  MOS管(guan)  技术帮助