mos管做开关管_简单的mos管开关电路分析

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原文摘录：MOS管基本知识
http://www.51hei.com/bbs/dpj-31879-1.html
(出处: 单片机论坛)

一直以来模拟电路就学的不好,好不容易把三极管了解完了,就一直没敢碰MOSFET了,没想到两年后还是会遇到,不过有一句话倒是很不错,就是技术这个东西不能太深入,否则你会发现其实都很简单.

(一)MOSFET管的基本知识


MOSFET是利用半导体表面的电场效应进行工作的,也称为表面场效应器件.它分为N沟道和P沟道两类,其中每一类又可分为增强型和耗尽型两种,所谓耗尽型就是当

时,存在导电沟道,

,所谓增强型就是

时,没有导电沟道,即

.





以上是N沟道和P沟道MOS管的符号图
,


其相关基本参数:

通常MOS管的漏极与源极与以互换,但有些产品出厂时已将源极与衬底连在一起,这时源极与漏极不能对调,使用时应该注意.下面以FDN336P的一些主要参数为例进行介绍:





上表指出其源极与漏极之间的电压差为20V,而且只能是S接正极,D接负极,


栅极与源极之间的最大电压差为8V,可以反接.


源极最大电流为1.3A,由S->D流向,脉冲电流为10A





这是表示在

时,V
DS
=-16V时的饱和漏电流,





上图表示其开启电压为1.5V,并指出了其DS间导通电阻值.





(二)MOSFET做开关管的知识

这是从方佩敏老师写的文章里摘抄的一个开关电路图,

    在需要电池供电的便携式设备中，有的电池充电是在系统充电，即充电时电池不用拔下来。另外为了节省功耗，需要在插入墙上适配器电源时，系统自动切换为适配器供电，断开电池与负载的连接；如果拔掉适配器电源，系统自动切换为电池供电。本电路用一个PMOSFET构成这种自动切换开关。


    图中的V_BATT表示电池电压，VIN_AC表示适配器电压。当插入适配器电源时，VIN_AC电压高于电池电压（否则适配器电源就不能对电池充电），Vgs>0,MOSFET截止，系统由适配器供电。拔去适配器电源，则栅极电压为零，而与MOSFET封装在一体的施特基二极管使源极电压近似为电池电压，导致Vgs小于Vgsth，MOSFET导通，从而系统由电池供电。

上面也是从网上摘抄的开关电路图
.


总结以上知识,在选MOSFET开关时,首先选MOS管的VDS电压,和其VGS开启电压,再就是ID电流值是否满足系统需要,然后再考虑封装了,功耗了,价格了之类次要一些的因素了,以上是用P沟道MOS管做的例子,N沟道的其实也是基本上一样用的.




    


跟双极性晶体管相比，一般认为使MOS管导通不需要电流，只要GS电压高于一定的值，就可以了。这个很容易做到，但是，我们还需要速度。




   
MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在，这不是我们需要的，而是由于制造工艺限制产生的。寄生电容的存在使得在设计或选择驱动电路的时候要麻烦一些，但没有办法避免。
 在MOS管的结构中可以看到，在GS，GD之间存在寄生电容，而MOS管的驱动，实际上就是对电容的充放电。对电容的充电需要一个电流，因为对电容充电瞬间可以把电容看成短路，所以瞬间电流会比较大。选择/设计MOS管驱动时第一要注意的是可提供瞬间短路电流的大小。

管是NMOS还是PMOS，导通后都有导通电阻存在，这样电流就会在这个电阻上消耗能量，这部分消耗的能量叫做导通损耗。选择导通电阻小的MOS管会减小导通损耗。现在的小功率MOS管导通电阻一般在几十毫欧左右，几毫欧的也有。






    MOS在导通和截止的时候，一定不是在瞬间完成的。MOS两端的电压有一个下降的过程，流过的电流有一个上升的过程，在这段时间内，MOS管的损失是电压和电流的乘积，叫做开关损失。通常开关损失比导通损失大得多，而且开关频率越快，损失也越大。






    导通瞬间电压和电流的乘积很大，造成的损失也就很大。缩短开关时间，可以减小每次导通时的损失；降低开关频率，可以减小单位时间内的开关次数。这两种办法都可以减小开关损失。