MOS管的開通/關(guān)斷原理詳解

你要是想讀懂這篇文章，請先去了解MOS管的基礎(chǔ)知識，本文是在基礎(chǔ)之上做出的一部分?jǐn)U展，可能有一點點深，請各位同學(xué)注意。

本文帶你了解MOS管的開通/關(guān)斷原理，使用PMOS做上管、NMOS做下管都是比較方便，使用PMOS做下管、NMOS做上管的電路設(shè)計復(fù)雜，一般情況下意義不大，所以很少采用。

下面先了解MOS管的開通/關(guān)斷原理，請看下圖：

PMOS和NMOS的開通/關(guān)斷原理主要基于半導(dǎo)體材料的特性。

NMOS管是壓控型器件，其柵極（G極）與源極（S極）之間的電壓VGS大于開啟電壓時，內(nèi)部溝道在場強的作用下導(dǎo)通。當(dāng)VGS電壓小于開啟電壓時，內(nèi)部溝道截止。VGS電壓越高，內(nèi)部場強越大，導(dǎo)通程度越高，導(dǎo)通電阻Ron越小。需要注意的是，VGS電壓不能超過芯片允許的極限電壓。NMOS管一般作為低端驅(qū)動器件，源級S接地。所以，NMOS管的主回路電流方向為D→S，導(dǎo)通條件為VGS有一定的壓差，一般為5-10V（G電位比S電位高）。

PMOS管的使用原理與NMOS類似，只不過PMOS管的源級（S極）接電源VCC，S極電壓固定。只需G極電壓比S極低6V即可導(dǎo)通。使用PMOS管當(dāng)上管時，D極接地，S極的電壓不固定（0V或VCC），無法確定控制極G極的電壓，使用較麻煩，需采用隔離電壓設(shè)計。所以，PMOS管的主回路電流方向是S→D，導(dǎo)通條件為VGS有一定的壓差，一般為-5-10V（S電位比G電位高）。

NMOS管

NMOS管也是壓控型器件，其柵極（G極）與源極（S極）之間的電壓VGS大于開啟電壓時，內(nèi)部溝道在場強的作用下導(dǎo)通。當(dāng)VGS電壓小于開啟電壓時，內(nèi)部溝道截止。

當(dāng)NMOS管的門極（G極）接收到一個高電平時，它相當(dāng)于一個電阻，將電流引入通道中，從而產(chǎn)生電路通路。此時，內(nèi)部溝道在場強的作用下導(dǎo)通，電流可以從源級（S極）流向漏級（D極）。

相反，當(dāng)門極（G極）接收到一個低電平時，NMOS管相當(dāng)于一個斷開開關(guān)，將內(nèi)部溝道關(guān)閉，從而中斷電路。此時，沒有電流可以從源級（S極）流向漏級（D極）。

PMOS管

PMOS管是一種通過電壓來控制電流的元件。其通斷原理與NMOS類似，但PMOS管的源級（S極）接電源正極，柵極（G極）電壓比源級（S極）低6V即可導(dǎo)通。

當(dāng)PMOS管的門極（G極）接收到一個高電平時，它相當(dāng)于一個電阻，將電流引入通道中，從而產(chǎn)生電路通路。此時，內(nèi)部溝道在場強的作用下導(dǎo)通，電流可以從源級（S極）流向漏級（D極）。

相反，當(dāng)門極（G極）接收到一個低電平時，PMOS管相當(dāng)于一個斷開開關(guān)，將內(nèi)部溝道關(guān)閉，從而中斷電路。此時，沒有電流可以從源級（S極）流向漏級（D極）。

因此，PMOS開關(guān)電路通常被用于控制電路的電源。當(dāng)輸入信號為高電平時，PMOS開關(guān)電路會打開，從而將電源電壓傳遞到電路中。當(dāng)輸入信號為低電平時，PMOS開關(guān)電路會關(guān)閉，從而阻止電源電壓傳遞到電路中。

綜上所述，是NMOS的話，就S極接地。PMOS就S極接電源。都是給S極一個固定的電位。