MOS管是什么？具有哪些作用？

時(shí)間：2020-10-26 15:08:18

關(guān)鍵字： mos管電子元器件

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[導(dǎo)讀]MOS管是電子電路中常用的功率半導(dǎo)體器件，可以用作電子開關(guān)、可控整流等，是一種電壓驅(qū)動(dòng)型的器件。

MOS管是電子電路中常用的功率半導(dǎo)體器件，可以用作電子開關(guān)、可控整流等，是一種電壓驅(qū)動(dòng)型的器件。

1 什么是MOS管

MOS管的全稱為金屬-氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，英文簡(jiǎn)稱為MOSFET，具有三個(gè)電極，分別為：柵極G、源極S和漏極D，根據(jù)其半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)可以分為P-MOS和N-MOS。其電氣符號(hào)如下圖所示。

下面以NMOS為例分析其工作原理，在柵極G和源極S之間不加電壓的時(shí)候，在DS之間加正電壓時(shí)，D與襯底的P型半導(dǎo)體之間PN結(jié)反偏不通。當(dāng)GS之間加正電壓后，絕緣層和G極之間感應(yīng)出正電荷，絕緣層和P型半導(dǎo)體之間感應(yīng)出負(fù)電荷。這時(shí)負(fù)電荷和P型半導(dǎo)體中的載流子的極性相反，會(huì)將D和S的N型半導(dǎo)體連接起來(lái)形成一條N型的導(dǎo)體溝道。NMOS半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)如下圖所示。

2 MOS管的驅(qū)動(dòng)方式

MOS管為電壓驅(qū)動(dòng)型的半導(dǎo)體器件，對(duì)于NMOS而言，如果VGS>0，則NMOS導(dǎo)通；對(duì)于PMOS而言，如果VGS<0則，PMOS導(dǎo)通。其驅(qū)動(dòng)電路示意圖如下圖所示。

對(duì)于單片機(jī)電路而言，我們建議不要直接用GPIO來(lái)驅(qū)動(dòng)MOS，因?yàn)閱纹瑱C(jī)的供電電壓以3.3V居多，輸出的高電平為3.3V，對(duì)于功率較大的MOS而言，可能無(wú)法使MOS管完全導(dǎo)通。所以，一般通過三極管來(lái)驅(qū)動(dòng)MOS管，三極管是電流型的驅(qū)動(dòng)器件。

3 MOS管的作用

MOS管多被用作電子開關(guān)，用在控制控制回路中控制負(fù)載的通斷，也可以當(dāng)作可控整流來(lái)實(shí)現(xiàn)交流變直流。這兩個(gè)最主要的應(yīng)用，除此之外，還具有防反接開關(guān)和電平轉(zhuǎn)換的作用。電平轉(zhuǎn)換作用的原理圖如下圖所示。

上圖實(shí)現(xiàn)3.3V和5V電平的轉(zhuǎn)換，工作原理如下：

左側(cè)輸入3.3V時(shí)，VGS=0，MOS管不導(dǎo)通，右側(cè)輸出5V電平；

左側(cè)輸入0V時(shí)，VGS>0，MOS管導(dǎo)通，右側(cè)輸出0V；

右側(cè)輸入0V時(shí)，MOS的寄生二極管導(dǎo)通，左側(cè)輸出0V；

右側(cè)輸入5V時(shí)，VGS=0，MOS管不通，左側(cè)輸出3.3V；

由此實(shí)現(xiàn)了，電平的雙向轉(zhuǎn)換。

關(guān)于MOS管的防反接作用，可以查看今天推送的第三篇文章 。

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