MOS管的特性:1、它的栅极-源极间电阻很大,可达10GΩ以上。2、噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强、耗电省。3、集成化时工艺简单,因此广泛用于大规模和超大规模集成电路之中。
MOS管有N沟道和P沟道两类,每一类又分为增强型和耗尽型两种,凡栅极-源极电压为零时漏极电流也为零的管子,均属于增强型管;凡凡栅极-源极电压为零时漏极电流不为零的管子,均属于耗尽型管。

电路中常用增强型MOS管,其工作原理:当栅极-源极电压变化时,将改变衬底靠近绝缘层处感应电荷的多少,从而控制漏极电流的大小。
电流流向:由漏极d流向源极s。
沟道开启条件:N沟道增强型场效应管:当VGS>VT(开启电压)时,衬底中的电子进一步被吸至栅极下方的P型衬底表层,使衬底表层中的自由电子数量大于空穴数量,该薄层转换为N型半导体,称此为反型层。形成N源区到N漏区的N型沟道。把开始形成反型层的VGS值称为该管的开启电压VT。这时,若在漏源间加电压 VDS,就能产生漏极电流 I D,即管子开启。 VGS值越大,沟道内自由电子越多,沟道电阻越小,在同样 VDS 电压作用下, I D 越大。这样,就实现了输入电压 VGS 对输出电流 I D 的控制。
MOS管的三个工作区域:可变电阻区、恒流区和夹断区。
P沟道增强型MOS管的开启电压VT小于零,当VGS小于VT时,管子才导通,漏极-源极之间应加负电源电压。
MOS管在开关电路中的使用
找不到最大电流60A的,瞬时脉冲电流可以超过60A,但是连续电流最大只有50A的,导通内阻也没有那么小的。MTP50P03和MTB50P03,最大连续电流50A,瞬时脉冲电流150A,开启电压典型值15V,最大值2V,导通电阻20mΩ。你可以用两只MTP50P03并联使用(加均流电阻)。
MOS管也就是常说的场效应管(FET),有结型场效应管、绝缘栅型场效应管(又分为增强型和耗尽型场效应管)。
也可以只分成两类P沟道和N沟道,这里我们就按照P沟道和N沟道分类。
对MOS管分类不了解的可以自己上网查一下。
场效应管的作用主要有信号的转换、控制电路的通断,这里我们讲解的是MOS管作为开关管的使用。
对于MOS管的选型,注意4个参数:漏源电压(D、S两端承受的电压)、工作电流(经过MOS管的电路)、开启电压(让MOS管导通的G、S电压)、工作频率(最大的开关频率)。
下面我们看一下MOS管的引脚,如下图所示:
有三个引脚,分别为G(栅极)、S(源极)、D(漏极)。
在开关电路中,D和S相当于需要接通的电路两端,G为开关控制。

这里分享一个自己的分辨P沟道和N沟道的方法,我们就看中间的箭头,把G(栅极)连接的部分当做沟道,大家都知道PN结,而不是NP结,那么就是P指向N的,所以脑海里想到这样的情景 P-->N,所以箭头都是P-->N的,那么中间的箭头指向的就是N,如果指向沟道那就是N沟道,如果指向的是S(没有指向沟道),那就是P沟道。
这个方法也适用于三极管的判别(NPN、PNP)。
在上图中我们可以看到右边都有一个寄生二极管,起到保护的作用。
那么根据二极管的单向导电性我们也能知道在电路连接中,D和S应该如何连接。使用有寄生二极管的N沟道MOS管的情况下,D的电压要高于S的电压,否则MOS管无法正常工作(二极管导通)。
使用有寄生二极管的P沟道MOS管,S的电压要高于D的电压,原因同上。
下面是MOS管的导通条件,只要记住电压方向与中间箭头方向相反即为导通(当然这个相反电压需要达到MOS管的开启电压)。
比如导通电压为3V的N沟道MOS管,只要G的电压比S的电压高3V即可导通(D的电压也要比S的高)。
同理,导通电压为3V的P沟道MOS管,只要G的电压比S的电压低3V即可导通(S的电压比D的高)。
在电路中的典型应用如下图所示,分别为N沟道与P沟道的MOS管驱动电路:
我们可以看到,N沟道的MOS管的电路中,BEEP引脚为高电平即可导通,蜂鸣器发出声音,低电平关闭蜂鸣器;

P沟道的MOS管是用来控制GPS模块的电源通断,GPS_PWR引脚为低电平时导通,GPS模块正常供电,高电平时GPS模块断电。
重点、重点、重点,以上两个应用电路中,N沟道和P沟道MOS管不能互相替代,如下两个应用电路不能正常工作:
对于上面两个电路如何修改能正常工作?


