MOS管入门

MOS管入门指南:识别、测试与区分PMOS/NMOS

真入门系列自己看看就好

为什么会有这篇文章?

Because I have a MOS.
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思考:如何用这玩意作为开关使用?

1. 对该器件的认知

这个视频讲得非常好:MOS管的识别和基本知识–小破站
首先要明确各个管脚是啥?
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那么测试电路思路如下:
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但是开始实验之前我们需要明确几个MOS管关键参数
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  1. Vgs(th): -2~(-4)V 这里为电压为负值的原因应该是S端作为输入端是高电平,当G端接地时DS导通
  2. Vds(on) 即当MOS导通时DS两端的电阻,电阻越大损耗就越大

通过上面的学习可知MOS管的导通压降最大为-4V,所以这里的VCC最好大于4v,所以VCC直接接5V

试验现场:
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这里选用的电阻为1KΩ

如何用万用表区分PMOS/NMOS?

根据MOS特性可知,在DS之间有一个寄生二极管,且两中MOS寄生二极管方向相反,那么可以根据这个二极管来判断MOS类型。
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具体操作如下:

首先用导体将GS短一下对寄生电容进行放电,防止对后面测试有干扰

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然后测试如下:

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NOTE: 注意红黑表笔的位置哦!!!

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### MOS管基础知识 MOS管是一种基于场效应原理工作的半导体器件,其全称为金属(Metal)-氧化物(Oxide)-半导体(Semiconductor)场效应晶体管 (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET)[^1]。它通过栅极(Gate)电压来控制源极(Source)和漏极(Drain)之间的电流流动。 #### MOS管的基本结构与功能 MOS管的核心组成部分包括三个主要端子: - **G(Gate)**:栅极,用于施加控制电压以调节导通状态。 - **S(Source)**:源极,通常是电流流出的方向。 - **D(Drain)**:漏极,通常是从外部流入的电流方向[^1]。 根据工作特性不同,MOS管分为两种基本类型:N沟道增强型(N-MOSFET) 和 P沟道增强型(P-MOSFET)。其中 N 沟道 MOS 管适用于低边开关应用,而 P 沟道则更适合于高边开关场景。 #### 工作模式分析 当 MOS 管作为开关元件使用时,可以通过调整输入至 Gate 的电压实现开启或关闭操作。对于标准 NMOS 来说,在 Vgs (即 gate-source voltage)超过阈值电压(Vth)之后进入饱和区并允许较大电流流过;而对于 PMOS 而言则是相反情况——降低足够的负向偏置才能使其打开通道[^2]。 ### 高级概念探讨 随着技术发展,现代电力电子设备广泛采用功率MOSFETs来进行高效能量转换处理。这些高性能组件具备更低导通电阻(Rds(on))、更快切换速度以及更高耐压能力等特点。设计者需考虑诸如热管理、寄生参数影响等因素以优化整体性能表现。 另外值得注意的是,在实际应用过程中还需要注意保护措施防止静电放电损害敏感内部结构,并合理布局PCB减少干扰噪声带来的不良后果。 ```python import numpy as np def calculate_rds_on(vgs, threshold_voltage=2.0, rds_max=0.1): """模拟计算NMOS管在特定Vgs下的导通电阻""" if vgs >= threshold_voltage: return rds_max * ((vgs - threshold_voltage)/threshold_voltage)**2 else: return float('inf') # 表示截止状态下无穷大阻抗 example_voltages = np.linspace(0, 5, num=100) resistances = [calculate_rds_on(v) for v in example_voltages] print(resistances[:10]) # 输出前十个样本数据点 ``` 此代码片段展示了如何简单估算某款理想化模型下NMOS随栅源电压变化对应的动态导通电阻曲线趋势。
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