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分析MOS管如何控制電流方向的方法

發(fā)布時(shí)間:2019-06-11 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】場(chǎng)效應(yīng)管可應(yīng)用于放大。由于場(chǎng)效應(yīng)管放大器的輸入阻抗很高,因此耦合電容可以容量較小,不必使用電解電容器。
 
一、場(chǎng)效應(yīng)管的作用
1.場(chǎng)效應(yīng)管可應(yīng)用于放大。由于場(chǎng)效應(yīng)管放大器的輸入阻抗很高,因此耦合電容可以容量較小,不必使用電解電容器。
 
2.場(chǎng)效應(yīng)管很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換。常用于多級(jí)放大器的輸入級(jí)作阻抗變換。
 
3.場(chǎng)效應(yīng)管可以用作可變電阻。
 
4.場(chǎng)效應(yīng)管可以方便地用作恒流源。
 
5.場(chǎng)效應(yīng)管可以用作電子開關(guān)。
 
二、MOS管如何控制電流方向
MOS管如何控制電流方向的呢,在MOS管實(shí)際使用的過程中,MOS管既可用于放大電流,又可以作為電子開關(guān)。
 
由于應(yīng)用廣泛,已然成為電子設(shè)備必不可少的電子元件。而在使用過程中,MOS管是通過加在輸入端柵極的電壓來控制輸出端漏極的電流。
 
MOS管是電壓控制器件,也就是需要使用電壓控制G腳來實(shí)現(xiàn)對(duì)管子電流的控制。市面上最常見的是增強(qiáng)型N溝通MOS管,廠家可以用一個(gè)電壓來控制G的電壓,MOS管導(dǎo)通電壓一般在2-4V,不過要完全控制,這個(gè)值要上升到10V左右。
 
三、MOS管如何控制電流方向的基本方法
用一個(gè)控制電壓(比較器同相輸入端)和一個(gè)參考電壓(比較器反相輸入端),同時(shí)進(jìn)入電壓比較器(比較器電源接正12V和地,比如LM358當(dāng)比較器),比較器的輸出經(jīng)過5.1K電阻上拉后接G腳,如果控制電壓比參考電壓高,則控制MOS管導(dǎo)通輸出電流。
 
參考電壓可以來自于采樣電阻,也就是在NMOS的S極接一個(gè)大功率小電阻后接地,這個(gè)電阻做電流采樣,當(dāng)電流流過電阻后會(huì)形成電壓,把它放大處理后做參考。
 
剛開始的時(shí)候,電流很小,所以控制電壓比參考電壓高很多。這時(shí)候G腳基本上都加了12V,可以使管子迅速導(dǎo)通,在很短時(shí)間后,當(dāng)電流增大逐步達(dá)到某個(gè)值時(shí),參考電壓迅速上升,與控制電壓接近并超過時(shí),比較器就輸出低電平(接近0V)使管子截止,電流減小。然后電流減少后,參考電壓又下去,管子又導(dǎo)通,電流又增大,周而復(fù)始。
 
如果你用D/A輸出代替控制電壓,則可以獲得對(duì)MOS管的精確控制,以前實(shí)現(xiàn)過輸出范圍10-2000mA,步進(jìn)1mA,輸出電流精度正負(fù)1mA的水平。
 
四、MOS管方向的判斷方法
在解釋MOS管如何控制電流方向之后,下面來看MOS管方向的判斷方法詳解。MOS管是壓控流器件,也就是由柵極上所加的電壓控制漏極與源極之間電流。MOSFET管是FET的一種,可以被制造為增強(qiáng)型或者耗盡型,P溝道或N溝道共四種類型,但實(shí)際應(yīng)用的只有增強(qiáng)型的N溝道MOS管和增強(qiáng)型的P溝道MOS管。實(shí)際應(yīng)用中,NMOS居多。
 
分析MOS管如何控制電流方向的方法

下圖左邊是N溝道的MOS管,右邊是P溝道的MOS管寄生二極管的方向如何判斷呢?它的判斷規(guī)則就是對(duì)于N溝道,由S極指向D極;對(duì)于P溝道,由D極指向S極。
 
分析MOS管如何控制電流方向的方法

如何分辨三個(gè)極?D極單獨(dú)位于一邊,而G極是第4PIN。剩下的3個(gè)腳則是S極。它們的位置是相對(duì)固定的,記住這一點(diǎn)很有用。請(qǐng)注意:不論NMOS管還是PMOS管,上述PIN腳的確定方法都是一樣的。
 
分析MOS管如何控制電流方向的方法

MOS管導(dǎo)通特性導(dǎo)通的意思是作為開關(guān),相當(dāng)于開關(guān)閉合。
 
NMOS的特性:Vgs大于某一值管子就會(huì)導(dǎo)通,適合用于源極接地時(shí)的情況(低端驅(qū)動(dòng)),只要柵極電壓達(dá)到4V就可以了。
 
PMOS的特性:Vgs小于某一值管子就會(huì)導(dǎo)通,適合用于源極接VCC時(shí)的情況(高端驅(qū)動(dòng))。
 
下圖是MOS管開關(guān)電路,輸入電壓是Ui,輸出電壓是Uo。當(dāng)Ui較小時(shí),MOS管是截止的,Uo=Uoh=Vdd;當(dāng)Ui較大時(shí),MOS管是導(dǎo)通的,Uo=Ron/(Ron+Rd)*Vdd,由于Ron<
 
分析MOS管如何控制電流方向的方法

應(yīng)用實(shí)例:以下是某筆記本主板的電路原理圖分析,在此MOS管是開關(guān)作用:PQ27控制腳為低電平,PQ27截止,而右側(cè)的MOS管導(dǎo)通,所以輸出拉低;
 
分析MOS管如何控制電流方向的方法

電路原理分析:PQ27控制腳為高電平,PQ27導(dǎo)通,所以其漏極為低電平,右側(cè)的MOS管處于截止?fàn)顟B(tài),所以輸出為高電平。
 
分析MOS管如何控制電流方向的方法

兩個(gè)管子的搭配作用就是高低電平的切換,這個(gè)電路來自于筆記本主板的電路,但是這個(gè)電路模塊也更常見于復(fù)雜電路的上電時(shí)序控制模塊,GPIO的操作模塊等等應(yīng)用中。
 
2.MOS管的隔離作用MOS管實(shí)現(xiàn)電壓隔離的作用是另外一個(gè)非常重要且常見的功能,隔離的重要性在于:擔(dān)心前一極的電流漏到后面的電路中,對(duì)電路系統(tǒng)的上電時(shí)序,處理器或邏輯器件的工作造成誤判,最終導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常工作。因此,實(shí)際的電路系統(tǒng)中,隔離的作用非常重要。
 
分析MOS管如何控制電流方向的方法

像上下兩個(gè)圖就是通過源極的高低電平來控制MOS管的通斷,來實(shí)現(xiàn)信號(hào)電平的隔離,因?yàn)镸OS管有體二極管,并且是反向的,所以并不會(huì)有信號(hào)通過MOS管漏過去。
 
 
 
 
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