在這篇文章中,小編將為大家?guī)?a href="/tags/MOS" target="_blank">MOS管的相關報道。如果你對本文即將要講解的內容存在一定興趣,不妨繼續(xù)往下閱讀哦。
一、MOS管的工作原理
MOS管是根據PN結構發(fā)展而來的,但MOS管與PN結構之間有著本質的區(qū)別。MOS管是一種四極管結構的半導體器件,它由兩個PN結構和一個中間的Metal Oxide Semiconductor結構組成。MOS管中的電荷是由Gate電壓控制的。當Gate電壓為0時,Channel中沒有電荷流動。當Gate電壓變高時,Channel中就會產生更多的電荷。這是由于Gate電場的存在,使得電荷沿著Channel方向移動。這種調節(jié)Channel電荷的方法稱為電場效應。當Gate電壓高到一定程度時,Channel中的電荷數量也會達到一個峰值。這時MOS管處于飽和狀態(tài),對Gate的進一步增加不會導致更多的電荷移動。在這種狀態(tài)下,MOS管的輸出電流隨著Gate電壓的變化而變化。當Gate電壓降低時,Channel中的電荷也會減少。最終當Gate電壓為0時,Channel中將不再有電荷流動,MOS管恢復到初始狀態(tài)。
二、MOS管自動切換電路設計
先看一下這個電路:USB外接電源與鋰電池自動切換電路設計
如果主副輸入電壓相等,同時要求輸出也是同樣的電壓,不能有太大的壓降,怎么設計?這個電路巧妙的利用了MOS管導通的時候低Rds的特性,相比二極管的方式,在成本控制較低的情況下,極大的提高了效率。
本電路實現了,當Vin1 = 3.3V時,不管Vin2有沒有電壓,都由Vin1通過Q3輸出電壓,當Vin1斷開的時候,由Vin通過Q2輸出電壓。因為選用MOS管的Rds非常小,產生的壓降差不多為數十mV,所以Vout基本等于Vin。
原理分析
1、如果Vin1 = 3.3V,NMOS Q1導通,之后拉低了PMOS Q3的柵極,然后Q1也開始導通,此時,Q2的柵極跟源極之間的電壓為Q3的導通壓降,該電壓差不多為幾十mV,因此Q2關閉,外部電源Vin2斷開,Vout由Vin1供電,Vout = 3.3V。此時整個電路的靜態(tài)功耗I1+I2 = 20uA。
2、現在,Vin1斷開了,Q1截止,Q2的柵極有R1的下拉,所以Q2導通,Q3的柵極通過R2上拉,所以Q3也截止,整個電路,Q1跟Q3截止,Vout由Vin2供電,Vout = 3.3V。此時上面電路I1跟I2的靜態(tài)功耗不存在。
當存在主電源時,電路的靜態(tài)功耗為20uA,否則,幾乎為零。所以電池適合在外部電源供電。MOSFET Q1、Q2跟Q3應該選擇具有低壓柵極和非常低的導通電阻特性。
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