【超详细】详解!经典MOS 管电路工作原理

1. 判断 MOS 管的三个引脚

  • G 极,最容易识别。
  • S 极,标志:两条引线相交。
  • D 极,标志:单独引线

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2. P/N 沟道的判断

  • P 沟道,箭头背向 G 极
  • N 沟道,箭头指向 G 极

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3. 寄生二极管方向的判断

  • P 沟道,由 S 极指向 D 极
  • N 沟道,由 D 极指向 S 极

或者说:寄生二极管箭头总与中间衬底箭头方向保持一致!

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4. MOS 管的作用

4.1 开关作用

  • NMOS 管:D 极输入,S 极输出。
  • PMOS 管:S 极输入,D 极输出。

输入输出端,通过 MOS 管的寄生电容方向判断
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MOS 管导通条件:(G 极电压与 S 极做比较)
N 沟道:UG>USU_G > U_S 时导通,简单认为 UG=USU_G=U_S 时截止。
P 沟道:UG<USU_G < U_S 时导通,简单认为 UG=USU_G=U_S 时截止。


饱和导通问题

MOS 管导通作用分为信号切换电压通断两类。

信号切换 MOS 管:ΔUGS(3V,5V)|\Delta{U_{GS}}| \isin (3V,5V),遵循导通条件,实际应用中导通即可,不必须饱和导通。比如常见的:2N70022N7002E2N7002K2N7002DFDV301N等。

电压通断 MOS 管:ΔUGS>10V|\Delta{U_{GS}}| >10V,遵循导通条件,开通时必须工作在饱和导通状态。比如常见的:AON7407RJK0651DPB等。


示例:

沟道 型号 作用 常用接法 截止条件 导通条件
N 2N7002E 信号切换(开关) S 极接地,US=0VU_S=0V UG=US=0VU_G=U_S=0V UGU_GUSU_S大 3V 到 5V 即可,UG=3VU_G=3V
N AON7410 电压通断(开关) D 极接输出,UD=5VSU_D=5V 。S 极接输出 UG=US=0VU_G=U_S=0V UGU_GUSU_S大 10V 以上,UG=US+10V=15VU_G=U_S+10V=15V(导通时,U_S=5V
P AOD409 电压通断(开关) S 极接输出,US=19VDU_S=19V 。D 极接输出 UG=US=10VU_G=U_S=10V UGU_GUSU_S小 10V 以上,UG=US13V=6VU_G=U_S-13V=6V

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4.2 隔离作用

实质就是实现电路的单向导通,相当于一个二极管。常用隔离 MOS,因为使用二极管,存在导通压降,会损失一些电压。使用隔离 MOS,在正向导通时,在控制极加合适电压,可以让 MOS 管饱和导通,几乎不会产生压降


4.3 总结(结合寄生二极管)

如果 MOS 管用作开关时,(不论N沟道还是P沟道),一定是寄生二极管的负极接输入边,正极接输出端或接地。否则就无法实现开关功能了。所以,N沟道一定是D极接输入,S极接输出或地。P沟道则相反,一定是S极接输入,D极接输出。
如果MOS管用作隔离时,(不论N沟道还是P沟道),寄生二极管的方向一定是和主板要实现的单向导通方向一致
笔记本主板上用PMOS做隔离管的最常见,但也有极少的主板用NMOS来实现。

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