电子元器件——MOS管

一、电路符号

1. 三个极怎么判定

2. 如何区分N沟道和P沟道

3. 寄生二极管的方向如何判定

寄生二极管又称体二极管。

判断规则：

N沟道，由S极指向D极

P沟道，由D极指向S极

4. MOS管的作用

MOS管的主要作用是开关、隔离和可调电阻。

1）开关作用

MOS开关实现信号切换（高低电平切换）的例子：

MOS开关实现电压通断的例子：

通过控制栅极电压的高低来控制开关。

[总结]MOS管用做开关时在电路中的连接方法

关键是确定哪个极连接输入端，哪个极连接输出端。

以NMOS管为例：

控制极电平为1V时MOS管导通（饱和导通）

控制极电平为0V时MOS管截止

PMOS管与NMOS管相反。

注意：MOS管中的寄生二极管方向是关键。

2）隔离作用（防反接）

例如想要实现线路上电流的单向流通，只让电流由A流向B，阻值B流向A

在利用二极管进行防反接时，由于二极管的导通压降，可以使用肖特基二极管（导通压降较小）。

也可使用PMOS管，将栅极接地，利用MOS管的寄生二极管进行防反接。

MOS管作用总结（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端，正极接输出端或地，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。

二、实物

1. 三个极怎么判定

在电路中常选用NMOS管作为开关，因为PMOS管工艺复杂价格较为昂贵。

2. NMOS管的参数

1）Vᴅss 最大漏-源电压

在栅源短接，漏-源额定电压（Vᴅss）是指漏-源未发生雪崩击穿前所能施加的最大电压。根据温度的不同，实际雪崩击穿电压可能低于额定Vᴅss。选取MOS管时要留有裕量，例如要控制8V电压的通断时，选用MOS管的Vᴅss应≥10V。

2）Vɢs 最大栅源电压

Vɢs额定电压是栅源两极间可以施加的最大电压。设定该额定电压的主要目的是防止电压过高导致的栅氧化层损伤。Vɢs= 1时，MOS管导通，Vɢs= 0时，MOS管断开。Vɢs通常 ≤±20V或± 18V。

3）ID 连续漏电流

ID定义为芯片在最大额定结温TJ(max)下，管表面温度在25C或者更高温度下，可允许的最大连续直流电流。也需要留有裕量。

4）Vɢs₍ₜₕ₎ 门槛电压

是指加的栅源电压能使漏极开始有电流，或关断MOSFET时电流消失时的电压，测试的条件（漏极电流，漏源电压，结温）也是有规格的。正常情况下，所有的MOS栅极器件的阀值电压都会有所不同。因此，Vɢs₍ₜₕ₎的变化范围是规定好的。Vɢs₍ₜₕ₎是负温度系数当温度上升时，MOSFET将会在比较低的栅源电压下开启。电压 ≥Vɢs₍ₜₕ₎ 时才会导通，但是Vɢs₍ₜₕ₎过大会烧毁。

5）Rᴅs₍ₒₙ₎导通电阻

Rᴅs₍ₒₙ₎是指在特定的漏电流（通常为ID电流的一半）、栅源电压和25℃的情况下测得的漏-源电阻。Rᴅs₍ₒₙ₎越小越好。

6）Ciss 输入电容

将漏源短接，用交流信号测得的栅极和源极之间的电容就是输入电容。Ciss是由栅漏电容Cgd和栅源电容Cgs并联而成，或者Ciss = Cgs + Cgd。当输入电容充电至阈值电压时器件才能开启，放电至一定值时器件才可以关断。因此驱动电路和Ciss对器件的开启和关断延时有着直接的影响。Ciss越小越好。

7）Qgs，Qgd，和Qg

栅电荷栅电荷值反应存储在端子间电容上的电荷，既然开关的瞬间，电容上的电荷随电压的变化而变化，所以设计栅驱动电路时经常要考虑栅电荷的影响。栅极电荷Qg是产生开关损耗的主要原因。栅极电荷是MOS管门极充放电所需的能量，相同电流、电压规格的MOSFET，具有比较大的栅极电荷意味着在MOS开关过程中会损耗更多的能量。所以，为了尽可能降低MOS管的开关损耗，工程师在电源设计过程中需要选择同等规格下Qg更低的MOS管作为主功率开关管。