一文搞懂MOS管！

MOS管

1.原理

金属-氧化物半导体场效应晶体管

G：gate 栅极；S：source 源极；D：drain 漏极

P沟道型和N沟道型管（箭头指向G极的是N沟道）

增强型管：栅极-源极电压 Vgs 为零时Ids电流也为零；
耗尽型管：栅极-源极电压 Vgs 为零时Ids电流不为零。

总结：

1、MOS 导通后电流方向其实可以双向流动，可以从 d 到 s，也可以从 s 到 d。

2、MOS 管体二极管的持续电流可以根据MOS管的功耗限制来计算，

3、MOS 管体二极管瞬间可以通过的电流，等于NMOS管导通后瞬间可以通过的电流，一般不会是瓶颈。体二极管流过的持续电流受制于 MOS 管的功耗。

2.输出特性曲线

(1)VGS < VGS(th)时，MOS管处于夹断区(截止区)。

不能导电，处在截止状态。电流ID为0，管子不工作。

(2)VGS>VGS(th) ，且VDS < VGS - VGS(th),

MOS管进入可变电阻区（非饱和区），Id随着Vds的增加

在该区 MOS 管相当就是一个由 VGS 控制的可变电阻。

(3)VGS≥VGS(th)，且VDS>VGS-VGS(th)，

MOS管进入恒流区（饱和区）。当VGS>VGS(th),Uds为常量，VGS越大，Id越大。VGS 越高，RDS(ON)值就越低。温度越高，RDS(ON)值也就越高。

3.特点

输入阻抗非常高，因为MOS管栅极有绝缘膜氧化物。

导通电阻低，可以做到几个毫欧的电阻，极低的传导损耗。

开关速度快，开关损耗低，特别适应PWM输出模式。

在电路设计上的灵活性大，栅偏压可正可负可零

MOS 管栅极很容易被静电击穿，栅极输入阻抗大，感应电荷很难释放，高压很容易击穿绝缘层，造成损坏。

a、由于 MOSFET 是电压驱动器件，因此无直流电流流入栅极。

b、要开通 MOSFET，必须对栅极施加高于额定栅极阈值电压 Vth 的电压。

c、处于稳态开启或关断状态时，MOSFET 栅极驱动基本无功耗。

d、通过驱动器输出看到的 MOSFET 栅源电容根据其内部状态而有所不同。

4.参数

VGS(th)开启电压

N沟道：导通时 Vg> Vs,Vgs> Vgs(th)时导通；

P沟道：导通时 Vg< Vs,Vgs< Vgs(th)时导通

VGS(最大栅源电压)

栅极能够承受的最大电压

RDS(on)(漏源电阻)

导通时漏源间的最大阻抗，它决定了MOSFET导通时的消耗功率, 要尽可能的小。

ID(导通电流)

漏源间所允许通过的最大电流

VDSS(漏源击穿电压)

栅源电压VGS 为 0 时，场效应管正常工作所能承受的最大漏源电压

gfs(跨导)

漏极输出电流的变化量与栅源电压变化量之比

5.寄生电容（Cgs）

(控制mos管导通与截止，本质就控制Cgs电容充放电，如果要求快速导通，驱动源提供大的驱动电流，提供电容大的充放电。)

G级并联电阻

在GS级加上一个电阻，用来释放寄生电容的电流。一般取5K至数10K左右。将栅源电压降至0V的电阻器。

G级串联电阻

形成一个RC充放电电路，可以减小瞬间电流值，不至于损毁MOS管的驱动芯片。抑制振荡；网上建议百欧以内，会减缓MOS管的开关速度；输入阻抗很大，容易受到外界信号的干扰，固定电平。

米勒效应的就是米勒电容（Cgd）米勒效应指其输入输出之间的分布电容Cgd在反相放大的作用下，使得等效输入电容值放大的效应，米勒效应会形成米勒平台。

有了米勒平台，MOS管的开启时间变长，MOS管的导通损耗必定会增大。

6.寄生二极管

做防反接。N是S到D。P沟道，由D极指向S极。

正接会导通，反接截止，对于NMOS，当S极接正，D极接负，寄生二极管会导通，反之截止；对于PMOS管，当D极接正，S极接负，寄生二极管导通，反之截止。

7.判别

G、D、S(一般顺序)

万用表调至二极管档，将红表笔接在MOS的S极，黑表笔接在D极。

如果这时候万用表显示0.4V~0.9V（二极管特性，不同MOS管有一定差异）电压值，说明这很可能是一个 NMOS；如果没有读数，表会显示1，开路，说明这很可能是一个PMOS。

8.MOS管与BJT区别

三极管是通过电流控制电流，mos 管是通过电压控制电流

1.场效应管单极性（多子导电）、晶体管双极性（多子与少子导电）

2.场效应管比晶体管温度稳定性好（少子受温度影响大）

3.场效应管阻抗高，低噪声，MOS管较贵，三极管的损耗大。

4.场效应管可以D到S，S到D。有些MOS管的源极和漏极可以互换运用，栅极也可正可负，灵活性比三极管好。

5MOS管常用来作为电源开关，以及大电流开关电路、高频高速电路中，三极管常用来数字电路开关控制。

6. MOS管应用普遍，可以在很小电流和很低电压下工作。

9.应用

作开关管用（工作在夹断区、可变电阻区（当Ugs>Ugs（th）时取决于Ud的电压（Ud电压较小时）有可能工作在可变电阻区，Ud电压较大时工作在恒流区））

NMOS管： D极接输入； S极接输出。

防反接用

作电平转换用

全桥驱动电机

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