03.07 什么是mos管?有什么作用?

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MOS的全称是金属氧化物半导体型场效应管

MOS管属于场效应管中的绝缘栅型,MOS管开关速快,高频特性好,输入阻抗大,导通内阻小,广泛应用于功率器件的开关控制。电动工具、开关电源、LED驱动、充电电路等等应用都可以见到MOS管的身影

MOS管工作分析

MOS管分N MOS管和P MOS管两种,有两个背靠背的PN结组成,总会有一个PN结反偏。MOS管有三个脚,栅极(G)、漏极(D)和源极(S),其中栅极(G)导通控制引脚,导通后电流可以从漏极(D)流向源极(S)。当在栅极(G)施加电压后,栅极(G)和硅衬底之间的SiO2绝缘层中就会产生一个栅极(G)指向硅衬底的电场。氧化物层两边形成一个电容,门极电压等于对电容充电,受电压吸引,电容另一边聚集大量电子,形成导电沟道,MOS管开始导通,电流可以从漏极(D)流向源极(S),也可以从源极(S)流向漏极(D)。

MOS管驱动

MOS管是电压驱动型的器件,当门极开启电压(Vgs)达到一定电压时,就可以导通。

N沟道MOS管:DR为高电平时导通(Vgs为正电压)

P沟道MOS管:DR为低电平时导通(Vgs为负电压)

三极管是电流驱动的,只要基极电流(Ib)满足就可以导通,MOS管是电压驱动型,如果驱动电压不足,可以加入三极管,由三极管的集电极电压控制MOS导通。

MOS导通后的内阻一般只有几十毫欧,甚至只有几毫欧,非常适合较大功率器件的驱动。大功率的MOS工作电流可以去到几十安,甚至上百安,是三极管没法做到的。

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MOS管是一种晶体管,可以理解为:"一个受电压控制的电阻"。根据电压的大小可以调节MOS管的电阻大小,在工作中的MOS管根据电阻的大小可以分为三种区域(三种状态):

1、导通区(电阻几乎为0,一般就是几十mΩ,相当于短路);

2、可变电阻区(类似一个可调电阻,阻值大小受电压控制);

3、截止区(电阻几乎无穷大,相当于断路)。

应用范围很广,可大体分为几种状态:

1、MOS工作在导通区或者截止区的时候可以当开关使用。外加PWM信号可以用于调压,电机调速等方面。

2、几个MOS管搭配可以起到单向导通的作用(类似二极管单向导通),比二极管有优势的地方是压降小、功耗低,导通电流大。低电压大电流的情况下优势更明显;

3、工作在可变电阻区的时候可以当一个电阻使用,一般集成芯片中的电阻就是使用这种方式的电阻,优势是生产方便,体积小巧。

4、工作在可变电阻区还可以起到放大的作用,与三极管放大电路类似。


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MOS管是电子电路中常用的功率半导体器件,可以用作电子开关、可控整流等,是一种电压驱动型的器件。

1 什么是MOS管

MOS管的全称为金属-氧化物半导体场效应晶体管,英文简称为MOSFET,具有三个电极,分别为:栅极G、源极S和漏极D,根据其半导体结构可以分为P-MOS和N-MOS。其电气符号如下图所示。

下面以NMOS为例分析其工作原理,在栅极G和源极S之间不加电压的时候,在DS之间加正电压时,D与衬底的P型半导体之间PN结反偏不通。当GS之间加正电压后,绝缘层和G极之间感应出正电荷,绝缘层和P型半导体之间感应出负电荷。这时负电荷和P型半导体中的载流子的极性相反,会将D和S的N型半导体连接起来形成一条N型的导体沟道。NMOS半导体结构如下图所示。

2 MOS管的驱动方式

MOS管为电压驱动型的半导体器件,对于NMOS而言,如果VGS>0,则NMOS导通;对于PMOS而言,如果VGS<0则,PMOS导通。其驱动电路示意图如下图所示。

对于单片机电路而言,我们建议不要直接用GPIO来驱动MOS,因为单片机的供电电压以3.3V居多,输出的高电平为3.3V,对于功率较大的MOS而言,可能无法使MOS管完全导通。所以,一般通过三极管来驱动MOS管,三极管是电流型的驱动器件。

3 MOS管的作用

MOS管多被用作电子开关,用在控制控制回路中控制负载的通断,也可以当作可控整流来实现交流变直流。这两个最主要的应用,除此之外,还具有防反接开关和电平转换的作用。电平转换作用的原理图如下图所示。

上图实现3.3V和5V电平的转换,工作原理如下:

左侧输入3.3V时,VGS=0,MOS管不导通,右侧输出5V电平;

左侧输入0V时,VGS>0,MOS管导通,右侧输出0V;

右侧输入0V时,MOS的寄生二极管导通,左侧输出0V;

右侧输入5V时,VGS=0,MOS管不通,左侧输出3.3V;

由此实现了,电平的双向转换。

以上就是这个问题的回答,感谢留言、评论、转发。更多电子设计、硬件设计、单片机等内容请关注本头条号:玩转嵌入式。感谢大家。


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mos是一种应用场效应原理工作半导体器件

场效应管具有输入 阻抗高,噪音低、动态范围大、 功耗小 易于集成等特性 得到了越来越多人的认可


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