花溪建設(shè)村鎮(zhèn)銀行官方網(wǎng)站,傳奇頁游排行榜,怎么做無貨源網(wǎng)店,商城建設(shè)網(wǎng)站策劃電子工程師必修課#xff1a;一文讀懂 MOS 管的工作原理與應(yīng)用 MOS 管#xff08;金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管#xff09;是現(xiàn)代電子電路中無處不在的核心元件。無論是電源開關(guān)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)#xff0c;還是簡單的信號(hào)轉(zhuǎn)換#xff0c;你都能看到它的身影。 很多初學(xué)者覺得…電子工程師必修課一文讀懂 MOS 管的工作原理與應(yīng)用MOS 管金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管是現(xiàn)代電子電路中無處不在的核心元件。無論是電源開關(guān)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)還是簡單的信號(hào)轉(zhuǎn)換你都能看到它的身影。很多初學(xué)者覺得 MOS 管參數(shù)多、曲線復(fù)雜。別擔(dān)心本文將剝離復(fù)雜的公式用最直白通俗的語言帶你深入理解 MOS 管的核心原理、關(guān)鍵參數(shù)及實(shí)際應(yīng)用。1. 什么是 MOS 管核心原理簡單來說MOS 管就是一個(gè)由電壓控制的開關(guān)。我們可以把它想象成家里的水龍頭G 極 (Gate, 柵極)水龍頭的把手。你用多大的力電壓去擰它決定了水流的大小。S 極 (Source, 源極)進(jìn)水口。D 極 (Drain, 漏極)出水口。它的兩種主要類型N 溝道 (NMOS)最常用。箭頭指向 G 極。P 溝道 (PMOS)箭頭背離 G 極。它是如何工作的MOS 管主要分為增強(qiáng)型和耗盡型。在實(shí)際應(yīng)用中我們絕大多數(shù)情況使用的是增強(qiáng)型增強(qiáng)型給 G 極施加電壓管子才導(dǎo)通水龍頭平時(shí)是關(guān)的擰把手才出水。耗盡型不加電壓時(shí)就是導(dǎo)通的水龍頭平時(shí)是開的擰把手是關(guān)水。2. MOS 管的三種工作狀態(tài)MOS 管的工作狀態(tài)決定了它在電路中的角色主要看輸出特性曲線。截止區(qū)關(guān)斷狀態(tài)條件VGS VGS(th)開啟電壓。表現(xiàn)水龍頭關(guān)緊了沒有水流電流 ID 為 0。應(yīng)用開關(guān)斷開?？勺冸娮鑵^(qū) / 非飽和區(qū)導(dǎo)通狀態(tài)條件VGS 夠大且 VDS 較小。表現(xiàn)水龍頭擰開了。此時(shí) MOS 管相當(dāng)于一個(gè)阻值很小的電阻。特點(diǎn)VGS 越大電阻越小RDS(on) 越低。應(yīng)用作為開關(guān)使用時(shí)我們希望 MOS 管工作在這個(gè)區(qū)域發(fā)熱最少。恒流區(qū) / 飽和區(qū)放大狀態(tài)條件VGS VGS(th)且 VDS 較大。表現(xiàn)水流大小只受把手VGS控制與水壓VDS無關(guān)。應(yīng)用信號(hào)放大但在開關(guān)電源應(yīng)用中應(yīng)避免此區(qū)域功耗大。注意如果不小心讓電壓過大VDS 過大進(jìn)入擊穿區(qū)MOS 管就會(huì)損壞。3. 關(guān)鍵參數(shù)解讀選型必看在看 Datasheet 時(shí)這幾個(gè)參數(shù)最重要VGS(th) 開啟電壓要想讓管子開始導(dǎo)通柵極至少需要的電壓。N 溝道導(dǎo)通條件Vg Vs。RDS(on) 導(dǎo)通電阻管子完全導(dǎo)通時(shí)的電阻值。這個(gè)值越小越好因?yàn)殡娮柙叫“l(fā)熱越少損耗越低。ID 最大導(dǎo)通電流管子能流過的最大電流超過這個(gè)值管子會(huì)燒壞。VDSS 漏源擊穿電壓管子斷開時(shí)S 和 D 之間能承受的最大電壓。Cgs 寄生電容MOS 管的 G 極和 S 極之間其實(shí)“偷偷”并聯(lián)了一個(gè)電容。這決定了開關(guān)速度下文詳解。4. 進(jìn)階知識(shí)寄生電容與米勒效應(yīng)MOS 管雖然好用但它不是完美的。1. 為什么 MOS 管不能瞬間導(dǎo)通Cgs 電容由于 G 極有絕緣層它和 S 極之間形成了一個(gè)電容Cgs。原理開啟 MOS 管本質(zhì)上是給 Cgs 電容充電。影響充電需要時(shí)間所以 MOS 管開啟有延遲。如果想開得快驅(qū)動(dòng)電流就要大。2. 米勒效應(yīng)與米勒平臺(tái)米勒電容 (Cgd)輸入和輸出之間的分布電容。米勒效應(yīng)在反相放大作用下這個(gè)電容被“等效放大”了。米勒平臺(tái)在開啟過程中電壓會(huì)卡在一個(gè)平臺(tái)上一段時(shí)間導(dǎo)致開啟時(shí)間變長開關(guān)損耗增加。3. G 極電阻的作用我們在電路設(shè)計(jì)時(shí)常在 G 極串聯(lián)或并聯(lián)電阻串聯(lián)電阻限制充電電流防止燒壞驅(qū)動(dòng)芯片抑制振蕩。并聯(lián)電阻給寄生電容提供放電回路防止靜電誤導(dǎo)通。5. MOS 管 vs 三極管 (BJT)誰更強(qiáng)雖然兩者都能做開關(guān)但特性大不相同特性MOS 管 (場效應(yīng)管)三極管 (BJT)控制方式電壓控制省電電流控制費(fèi)電輸入阻抗極高幾乎不取電流較低開關(guān)速度快適合高頻 PWM相對較慢導(dǎo)電極性單極性多子導(dǎo)電雙極性多子少子熱穩(wěn)定性好差典型應(yīng)用電源開關(guān)、大電流驅(qū)動(dòng)數(shù)字電路邏輯、小信號(hào)放大總結(jié)如果需要大電流、高頻開關(guān)首選MOS 管如果是簡單的數(shù)字邏輯或極低成本小電流控制三極管仍有用武之地。6. 實(shí)用技巧如何用萬用表判斷 G、D、SMOS 管內(nèi)部有一個(gè)寄生二極管體二極管主要用于防反接保護(hù)。我們可以利用它來辨別引腳。操作步驟萬用表調(diào)至二極管檔。找 S 和 D測量任意兩腳直到測出 0.4V~0.9V 的壓降這是二極管導(dǎo)通壓降。N 溝道紅表筆接 S黑表筆接 D此時(shí)導(dǎo)通。P 溝道紅表筆接 D黑表筆接 S此時(shí)導(dǎo)通。確定 G剩下的那個(gè)引腳就是 G 極。G 極與其他引腳之間通常是絕緣的開路顯示 1。7. 典型應(yīng)用場景開關(guān)電源利用其低導(dǎo)通電阻和快開關(guān)速度提升電源效率。防反接電路利用寄生二極管和導(dǎo)通特性替代普通二極管減少壓降損耗。電平轉(zhuǎn)換在 3.3V 和 5V 系統(tǒng)之間傳輸信號(hào)。電機(jī)驅(qū)動(dòng) (H橋)4 個(gè) MOS 管組成全橋控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)?？偨Y(jié)MOS 管是現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)的基石。理解它關(guān)鍵在于掌握其電壓驅(qū)動(dòng)的本質(zhì)、寄生參數(shù)的影響以及輸出特性曲線的三個(gè)區(qū)域。希望這篇指南能讓你在設(shè)計(jì)電路時(shí)更加得心應(yīng)手