常见金属氧化物半导体晶体管的工作原理_场效应晶体管与金属氧化物半导体晶体管的区别

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2021-11-08 07:18:20

一、N-MOS管和P-MOS管的对比

常用mos管的工作原理(场效应管和mos管区别)

二、N-MOS的开关条件

N-MOS晶体管的导通调节是当G极和S极的电压差超过阈值时,D极和S极导通。

在实际使用中,控制信号接G极,S极接GND,从而达到控制N-MOS晶体管通断的效果。D极和S极导通后,导通电阻Rds(on)极小,通常为几十毫欧,电流流过后形成的压降很小。

三、N-MOS的应用

3.1 防止电源接反的保护电路

下面是一个保护电路,它利用这个特性来防止电源的反向连接,这比使用二极管要好得多。如果直接使用二极管,会有大约0.7V的压降。

模拟电路如下:

常用mos管的工作原理(场效应管和mos管区别)

N-MOS晶体管作为防止电路反接的方案,10K阻性负载采用VCC=5V电源,电压表和电流表分开测量,记录值为5V和500uA;当钥匙开关接通且模拟电源反向时,测量的记录值为-49.554毫伏和-4.955毫伏

3.2 电平转换电路

Sig1和Sig2是两个信号端子,VDD和VCC分别是3.3V和5.0V电平信号的高电压。

此外,限制条件为:

1、VDD=VCC

2.Sig1的低电平阈值大于约0.7V(取决于NMOS的二极管压降)。

3,Vgs=VDD

4,Vds=VCC

常用mos管的工作原理(场效应管和mos管区别)

下面的截图显示了Multisim中的模拟效果,使用开关提供信号。

常用mos管的工作原理(场效应管和mos管区别)

四、P-MOS开关条件

P-MOS晶体管的导通调节是当G极和S极的电压差低于阈值时,S极和D极导通。

在实际使用中,控制信号接G极,S极接VCC,从而达到控制P-MOS晶体管通断的效果。S极和D极导通后,导通电阻Rds(on)极小,通常为几十毫欧,电流流过后形成的压降很小。

五、P-MOS的应用

5.1 电源通断控制

P-MOS晶体管的通断控制实际上是控制其Vgs的电压,从而控制电源。

常用mos管的工作原理(场效应管和mos管区别)

按键开关闭合前,P-MOS管的输出电压为0.0164V,按键开关闭合后,P-MOS管的输出电压为5 V。

但在实际电路中,一般用MCU的GPIO代替Key开关进行控制,同时MCU处于高电平时为3.3V,因此GPIO输出控制信号时需要晶体管,这里晶体管的选择也有差异。

有时,当我们想要一个GPIO控制几个信号时,我们会考虑电平匹配的问题。

5.2 高电平控制电源导通,用一个NPN三极管

常用mos管的工作原理(场效应管和mos管区别)

5.3 低电平控制电源导通,用一组PNP+NPN三极管

常用mos管的工作原理(场效应管和mos管区别)

常用mos管的工作原理(场效应管和mos管区别)

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