【电路】MOS管开关电路

目录

简介：

MOS管导通特性

应用实例：

MOS管的作用-开关 

更好的理解方式：

仿真：

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简介：

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。

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3个引脚，分别为G（栅极）、S（源极）、D（漏极）。

MOS管导通特性

导通的意思是作为开关，相当于开关闭合。

NMOS的特性：Vgs大于某一值管子就会导通，适合用于源极接地时的情况（低端驱动），只要栅极电压达到4V就可以了。

PMOS的特性：Vgs小于某一值管子就会导通，适合用于源极接VCC时的情况（高端驱动）。

应用实例：

以下是某笔记本主板的电路原理图分析，在此mos管是开关作用:

PQ27控制脚为低电平，PQ27截止，而右侧的mos管导通，所以输出拉低；

电路原理分析:

PQ27控制脚为高电平，PQ27导通，所以其漏极为低电平，右侧的mos管处于截止状态，所以输出为高电平。

 整体看来，两个管子的搭配作用就是高低电平的切换，这个电路来自于笔记本主板的电路，但是这个电路模块也更常见于复杂电路的上电时序控制模块，GPIO的操作模块等等应用中。

MOS管的作用-开关 

(1)信号切换用NMOS管：Ug比Us大3V-5V即可，实际上只要导通即可，不必饱和导通；常见：2N7002、2N7002E、2N7002K、2N7002D、2N7301N。 

 （2）电压通断
电压通断用NMOS管：Ug比Us应大10V以上，而且开通时必须工作在饱和导通状态。常见有：AOL1448、AOL1448A、AON7406、AON7702、RJK03B9DP。

PMOS管则和NMOS管条件刚好相反。

（3）MOS管开关时在电路中的连接方法

NMOS管：D极接输入，S极输出；

PMOS管：S极接输入，D极输出；

输入至输出的方向和寄生二极管的方向相反。

更好的理解方式：

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。

NMOS控制开关电路的基本结构：

 PMOS开关电路的典型应用电路：

仿真：

N沟道MOS管：

控制栅G级施加正向电压，源级S给GND（或者电压比G级小），这样有沟道形成，导通。

 

源极S施加正向电压，G级给GND（或者电压比源极S小），这样有沟道形成，导通。

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