前文介紹了MOS管工作原理，本文接著講MOS管開關(guān)電路設(shè)計(jì)。MOS管可以分為增強(qiáng)型和耗盡型，增強(qiáng)型又分為P溝道和N溝道，耗盡型也分P溝道和N溝道，實(shí)際應(yīng)用中我們所說的NMOS和PMOS都是指，N溝道和P溝道增強(qiáng)型的MOS管。所以我們說的MOS管都是這兩種類型。對(duì)于這兩種MOS管，我們比較常用的是NMOS，原因如下：
1、導(dǎo)通電阻小，可以做到幾個(gè)毫歐的電阻，傳導(dǎo)損耗小。
2、輸入電阻非常高，能夠達(dá)到上億歐姆，幾乎不計(jì)電流。
3、開關(guān)速度快，開關(guān)損耗低，特別適合做開關(guān)電源。
4、較強(qiáng)的電流處理能力。
MOS管的三個(gè)腳之間都是存在寄生電容的，這個(gè)不是我們能夠改變的，由于制造工藝產(chǎn)生的，所以在電路設(shè)計(jì)的時(shí)候會(huì)有一些我們必須要考慮的因素。圖一中可以看到NMOS和PMOS兩種管的的區(qū)別。
圖一
PMOS的特性，Vgs小于一定的值就會(huì)導(dǎo)通，適合用于源極接VCC時(shí)的情況（高端驅(qū)動(dòng)）。需要注意的是，Vgs指的是柵極G與源極S的電壓，即柵極低于電源一定電壓就導(dǎo)通，而非相對(duì)于地的電壓。但是因?yàn)?/span>PMOS導(dǎo)通內(nèi)阻比較大，所以只適用低功率的情況。大功率仍然使用N溝道MOS管。如圖二所示
NMOS的特性，Vgs大于一定的值就會(huì)導(dǎo)通，適合用于源極接地時(shí)的情況（低端驅(qū)動(dòng)），只要柵極電壓大于參數(shù)手冊(cè)中給定的Vgs就可以了，漏極D接電源，源極S接地。需要注意的是Vgs指的是柵極G與源極S的壓差，所以當(dāng)NMOS作為高端驅(qū)動(dòng)時(shí)候，當(dāng)漏極D與源極S導(dǎo)通時(shí)，漏極D與源極S電勢(shì)相等，那么柵極G必須高于源極S與漏極D電壓，漏極D與源極S才能繼續(xù)導(dǎo)通。如圖二所示
圖二
導(dǎo)通條件：Vgs＞Vth，R1,R2的作用是為了給G,S之間創(chuàng)造一個(gè)Vgs電壓，不需要去關(guān)心G,D之間的電壓關(guān)系（只要沒有達(dá)到擊穿電壓）。另外S極不一定需要接地，只需要滿足Vg與Vs之間的一個(gè)電勢(shì)差大于Vth，MOS管依然能夠起到一個(gè)開關(guān)左右。
需要注意的事項(xiàng)：
1、IO口的最大驅(qū)動(dòng)峰值電流，不同芯片的IO口驅(qū)動(dòng)能力不一樣。
2、了解MOS管的寄生電容，如果寄生電容值較大，導(dǎo)通需要的能量越大，如果IO口的輸出電流峰值較小，管子導(dǎo)通就比較慢。
圖三
這里我們使用NPN和NMOS管進(jìn)行開關(guān)設(shè)計(jì)如圖四,當(dāng)Q2輸入低電平時(shí)候，三極管Q2不導(dǎo)通，MOS管Q1的Vgs=0，MOS管Q1不導(dǎo)通。當(dāng)Q2輸入電平為高時(shí)候，三極管導(dǎo)通，MOS管Q1的Vgs大禹Vth，MOS管Q1導(dǎo)通。由于MOS管導(dǎo)通的
圖四
需要注意事項(xiàng)：
1、注意MOS管 D,S之間的二極管的方向，不導(dǎo)通的時(shí)候，二極管方向應(yīng)該與電源輸出方向相反。
2、由于MOS管導(dǎo)通的時(shí)候存在內(nèi)阻，所以MOS管輸出電壓小于實(shí)際輸入電壓。
總結(jié)以上知識(shí),在選MOS管做開關(guān)時(shí),首先選MOS管的Vds電壓,和其Vth開啟電壓,再就是Id電流值是否滿足系統(tǒng)需要,雖然在這些都滿足的條件下，我們也不能忘記關(guān)于MOS管的所產(chǎn)生的寄生電容，當(dāng)我們選擇的控制IO口由于帶載能力較弱，而MOS管之間存在較大的寄生電容，這個(gè)時(shí)候我們的開關(guān)就不能即使響應(yīng)，然后再考慮封裝了,功耗了,價(jià)格了之類次要一些的因素了,以上是用N溝道MOS管做的例子,P溝道的其實(shí)也是基本上一樣用的。
今天的分享就到這里啦，EBYTE每一天都致力于更好的助力物聯(lián)化、智能化、自動(dòng)化的發(fā)展，提升資源利用率，更多產(chǎn)品更多資料，感興趣的小伙伴可以登錄我們的億佰特官網(wǎng)進(jìn)行了解，還有客服在線答疑哦！
