mos管是金屬(metal)—氧化物(oxide)—半導體(semiconductor)場效應晶體管,或者稱是金屬—絕緣體(insulator)—半導體。MOS管的source和drain是可以對調的,他們都是在P型backgate中形成的N型區。在多數情況下,這個兩個區是一樣的,即使兩端對調也不會影響器件的性能。這樣的器件被認為是對稱的。
和晶體管不一樣,MOS管的參數中沒有直接給出管壓降,而是給出導通電阻Rds(on),SI2301的導通電阻在Dd=3.6A時是85mΩ,在Id=2A時是115mΩ,這樣可算出它的管壓降在3.6A和2A時分別為0.306V和0.23V。
我昨天有幸拜讀了xueflyer寫的MOS管的那點事兒(點這里),這篇教程制作得非常好,讓人一目了然,加深了對MOS管的理解。但該教程中關于MOS管的導通電壓方面還講得不夠清楚,教程中講到用于信號控制的MOS管的導通電壓為5v左右,只要導通就行,不需要完全導通時沒講清楚。相信不少新手都還會有疑問,為什么這里導通電壓Vgs只要5v左右,為什么不需要完全導通?在這里我借花獻佛,根據MOS管資料來為大家圖文解析一下,先看一個用于信號控制的小功率N溝道MOS管2N7000,如下圖
大家看到了吧,Rds(on)是MOS管導通時,D極和S極之間的內生電阻,它的存在會產生壓降,所以越小越好。D極與S極間電流Id最大時完全導通。在圖中可以看到Vgs=10v完全導通,電阻Rds=5歐左右,電流Id=500mA(最大,完全導通),產生壓降Vds=2.5v。而Vgs=4.5v時,Id=75mA(不是最大,沒完全導通),Rds=5.3歐左右,雖然沒完全導通,但產生的壓降Vds=0.4v最小,比Vgs=10v產生的壓降小得多。對于信號控制(控制DS極導通接地實現高低平)來說只要電壓,不需要電流(為什么?這里是信號和電源的區別,基礎很重要,這里不做解釋,不懂的請先惡補一下基礎),所以只要求MOS管導通時產生的壓降越小越好,可以使D極的電壓直接被拉為接近0v,因此首選Vgs=4.5v左右,而不選10v。有些用于信號控制的MOS管如2N7002K,Vgs為10V和4.5V時產生的壓降差不多,可以根據情況選擇10v或者4.5v左右的導通電壓。因此對信號控制來說,原則上是選擇導通時產生的壓降越小越好。
那么對于使用在電源控制方面,既需要電壓也需要電流的大功率MOS管來說,就需要完全導通,那么導通電壓是多少呢?我們再來看一個大功率N溝道MOS管AO1428A,如下圖
從圖中可以看出Vgs為10v和4.5v時,Id為12.4A,都達到最大,都可完全導通。但10v比4.5v的導通電阻小,產生壓降小(大約差0.7v),并且10v的開關速度快,損失的能量少,開關效率高,所以首選10v。
至于P溝道MOS管,跟N溝道的差不多,這時不做解析了,它用在信號控制方面的很少,主要是用在電源控制如AO4425,G極電壓必須低于S極10V以上,也就是Vgs《-10v,才能完全導通(Rds= 9 mΩ左右)。如下圖
總結:信號控制使用的MOS管,只要電壓,不需要電流,要求導通時產生的壓降Vds最小,首選Vgs=4.5v左右,對信號控制來說,原則上是選擇導通時產生的壓降越小越好。電源控制使用的MOS管,既要電壓也要電流,要求完全導通,要求Id最大,產生的壓降Vds最小,首選Vgs=10v左右。
如何把Mos管導通時電壓降控制在最小
在用FDS6890A型號N-mos,用作開關,漏極加10伏電壓,柵極加0到5伏方波控制導通閉合,但是測量源極電壓時候只有0到8伏的方波輸出。
怎么提高Mos管效率,或者是用一些高級點的電路?
首先要了解MOS管的工作原理。MOS管與一般晶體三極管是不同的。它是電壓控制元件,它是柵極電壓控制的是S-D極間的體電阻。在柵極施加不同的電壓,源-漏極之間就會有電阻的變化,這就是MOS管的工作原理。柵極電壓對應在器件S-D極的電阻變化曲線可以查器件手冊。根據MOS管的這個特性,既可以選擇將MOS管作放大器工作,也可以選擇作為開關工作。
根據以上原理分析,在你的問題中,如果要使MOS管作在開關狀態,就要對柵極施加足夠的電壓,它才能充分起到開關作用。你在柵極施加的電壓只有5V(對于單管而言我認為柵極電壓低了,一般應該在12V左右比較好),這個電壓下MOS管的夾斷電阻依然比較大,所以輸出只有8V。
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