nmos导通流向_MOS管

本文介绍了MOS管的工作原理及应用,包括N沟道和P沟道MOS管的特性,以及如何利用MOS管进行电源反接保护。探讨了MOS管作为压控流器件的优势,并详细解释了其在电路中的具体工作方式。

MOS管P管。通常S接电源。G控制信号,D接负载。当G等于S时。S和D不导通当G小于一定S D和S导通。

N管S接地,G接控制,D接电流节点

1. MOS管开关电路

学习过模拟电路的人都知道三极管是流控流器件,也就是由基极电流控制集电极与发射极之间的电流;而MOS管是压控流器件,也就是由栅极上所加的电压控制漏极与源极之间电流。

MOSFET管是FET的一种,可以被制造为增强型或者耗尽型,P沟道或N沟道共四种类型,但实际应用的只有增强型的N沟道MOS管和增强型的P沟道MOS管。实际应用中,NMOS居多。

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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)。

下图是MOS管开关电路,输入电压是Ui,输出电压是Uo。

当Ui较小时,MOS管是截止的, Uo=Uoh=Vdd;

当Ui较大时,MOS管是导通的, Uo =Ron/(Ron+Rd)*Vdd,由于Ron<

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MOS管防反接电路

电源反接,会给电路造成损坏,不过,电源反接是不可避免的。所以,我么就需要给电路中加入保护电路,达到即使接反电源,也不会损坏的目的。

一般可以使用在电源的正极串入一个二极管解决,不过,由于二极管有压降,会给电路造成不必要的损耗,尤其是电池供电场合,本来电池电压就3.7V,你就用二极管降了0.6V,使得电池使用时间大减。

MOS管防反接,好处就是压降小,小到几乎可以忽略不计。现在的MOS管可以做到几个毫欧的内阻,假设是6.5毫欧,通过的电流为1A(这个电流已经很大了),在他上面的压降只有6.5毫伏。

由于MOS管越来越便宜,所以人们逐渐开始使用MOS管防电源反接了。

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正确连接时:刚上电,MOS管的寄生二极管导通,所以S的电位大概就是0.6V,而G极的电位,是VBAT,VBAT-0.6V大于UGS的阀值开启电压,MOS管的DS就会导通,由于内阻很小,所以就把寄生二极管短路了,压降几乎为0。

电源接反时:UGS=0,MOS管不会导通,和负载的回路就是断的,从而保证电路安全。

PMOS管防止电源反接电路:?

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正确连接时:刚上电,MOS管的寄生二极管导通,电源与负载形成回路,所以S极电位就是VBAT-0.6V,而G极电位是0V,PMOS管导通,从D流向S的电流把二极管短路。

电源接反时:G极是高电平,PMOS管不导通。保护电路安全。

连接技巧

NMOS管DS串到负极,PMOS管DS串到正极,让寄生二极管方向朝向正确连接的电流方向。

感觉DS流向是“反”的?

防反接电路中,DS的电流流向,和我们平时使用的电流方向是反的。

为什么要接成反的?

利用寄生二极管的导通作用,在刚上电时,使得UGS满足阀值要求。

为什么可以接成反的?

如果是三极管,NPN的电流方向只能是C到E,PNP的电流方向只能是E到C。不过,MOS管的D和S是可以互换的。这也是三极管和MOS管的区别之一。

原文:https://www.cnblogs.com/liujuncheng1/p/11526661.html

08-19
### NMOS技术介绍 NMOS(N-Metal-Oxide-Semiconductor)晶体管是一种基于N型半体材料的金属氧化物半体场效应晶体管(MOSFET)。其核心结构包括栅极(Gate, G)、源极(Source, S)和漏极(Drain, D)。栅极过一层薄氧化物与半体基底隔离,源极和漏极则是掺杂的N型区域,位于P型衬底上。这种结构允许过栅极电压控制源极和漏极之间的电流流动[^1]。 ### 工作原理 NMOS晶体管的工作原理基于栅极电压对沟道的调控。当栅极相对于源极的电压(V<sub>GS</sub>)超过阈值电压(V<sub>th</sub>)时,会在P型衬底表面形成一个N型电沟道,从而允许电流从漏极流向源极。电流的大小由漏极与源极之间的电压差(V<sub>DS</sub>)以及沟道的电性决定[^2]。此外,NMOS晶体管在时需要栅极电压高于源极电压,这在高端驱动应用中是一个关键设计考虑因素[^3]。 ### 应用领域 NMOS晶体管因其高速特性和易于集成的优势,在多个领域得到了广泛应用: 1. **数字电路**:NMOS技术是早期CMOS技术普及之前的主要逻辑电路实现方式,常用于构建逻辑门、触发器和存储器等。 2. **模拟电路**:NMOS晶体管可以作为可变电阻或放大器使用,适用于模拟信号处理。 3. **功率电子**:由于其高电流承载能力和低电阻特性,NMOS晶体管广泛用于功率转换器、电机控制和电源管理系统。 4. **射频(RF)应用**:在高频电路中,NMOS晶体管因其快速开关能力而被采用。 ### 示例代码 以下是一个简单的NMOS晶体管在逻辑门电路中的仿真示例,使用Python中的PySpice库进行电路仿真: ```python from PySpice.Spice.Netlist import Circuit from PySpice.Unit import * # 创建一个电路对象 circuit = Circuit('NMOS Inverter') # 添加电源 circuit.V('dd', 'vdd', circuit.gnd, 5@u_V) # 添加NMOS晶体管 circuit.MOS('1', 'out', 'in', circuit.gnd, circuit.gnd, model='nmos') # 添加负载电阻 circuit.R('1', 'vdd', 'out', 1@u_kOhm) # 定义输入信号 circuit.PulseVoltageSource('in', 'in', circuit.gnd, initial_value=0@u_V, pulsed_value=5@u_V, pulse_width=5@u_ms, period=10@u_ms) # 设置模型参数 circuit.model('nmos', 'nmos', level=1, kp=100e-6, vto=1@u_V) # 进行瞬态仿真 simulator = circuit.simulator() analysis = simulator.transient(step_time=0.1@u_ms, end_time=10@u_ms) # 输出结果 print(analysis.out) ``` ###
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