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mos管導通和截止详解-mos管导通过程与条件 如何判断MOS管工作状态-KIA MOS管

信息來源:本站 日期:2019-04-04 

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mos管導通和截止

mos管導通條件

mos管導通和截止由栅源电压来控制,对于增强型場效應管来说,N沟道的管子加正向电压即导通,P沟道的管子则加反向电压。一般2V~4V就可以了。但是,場效應管分为增强型(常开型)和耗尽型(常闭型),增强型的管子是需要加电压才能导通的,而耗尽型管子本来就处于导通状态,加栅源电压是为了使其截止。

mos管導通和截止


开关只有两种状态通和断,三极管和場效應管工作有三种状态:


1、截止;


2、線性放大;


3、飽和(基極電流繼續增加而集電極電流不再增加);


使晶体管只工作在1和3状态的电路称之为开关电路,一般以晶体管截止,集电极不吸收电流表示关;以晶体管饱和,发射极和集电极之间的电压差接近于0V时表示开。开关电路用于数字电路时,输出电位接近0V时表示0,输出电位接近电源电压时表示1。所以数字集成电路内部的晶体管都工作在开关状态。 場效應管按沟道分可分为N沟道和P沟道管(在符号图中可看到中间的箭头方向不一样)。


按材料分可分爲結型管和絕緣柵型管,絕緣柵型又分爲耗盡型和增強型,一般主板上大多是絕緣柵型管簡稱MOS管,並且大多采用增強型的N溝道,其次是增強型的P溝道,結型管和耗盡型管幾乎不用。


MOS管由多数载流子参与导电,也称为单极型晶体管.它属于电压控制型半导体器件.場效應管是利用多数载流子导电,所以称之为单极型器件,而晶体管是即有多数载流子,也利用少数载流子导电,被称之为双极型器件.有些場效應管的源极和漏极可以互换使用,栅压也可正可负,灵活性比晶体管好。


mos管導通和截止过程

导通时序可分为to~t1、t1~t2、 t2~t3 、t3~t4四个时间段,这四个时间段有不同的等效电路。


1)t0-t1:C GS1 开始充电,栅极电压还没有到达V GS(th),导电沟道没有形成,MOSFET仍处于关闭状态。


2)[t1-t2]区间, GS间电压到达Vgs(th),DS间导电沟道开始形成,MOSFET开启,DS电流增加到ID, Cgs2 迅速充电,Vgs由Vgs(th)指数增长到Va。


3)[t2-t3]区间,MOSFET的DS电压降至与Vgs相同,产生Millier效应,Cgd电容大大增加,栅极电流持续流过,由于C gd 电容急剧增大,抑制了栅极电压对Cgs 的充电,从而使得Vgs 近乎水平状态,Cgd 电容上电压增加,而DS电容上的电压继续减小。


4)[t3-t4]区间,至t3时刻,MOSFET的DS电压降至饱和导通时的电压,Millier效应影响变小,Cgd 电容变小并和Cgs 电容一起由外部驱动电压充电, Cgs 电容的电压上升,至t4时刻为止.此时C gs 电容电压已达稳态,DS间电压也达最小,MOSFET完全开启。


关于mos管導通和截止详解分析

NMOS(如IRF540N):原理圖封裝引腳由下到上依次爲S、G、D,PCB封裝引腳從左到右依次爲GDS,做開關時由D串聯到負極,Vgs爲正電壓導通(具體參照Vgs關系圖標),一般4V爲臨界點,Vgs越大導通越徹底;?


PMOS(如IRF9Z34):PCB封裝也爲GDS,做開關時從S串聯接到正極,Vgs爲負電壓導通,一般以-4V爲臨界點,即Vgs<=-4V時導通,Vgs絕對值越大導通越徹底,Vgs大于-4V則截止。下圖爲540Vgs關系:


mos管導通和截止


下圖爲9z34Vgs關系:


mos管導通和截止


各种情况中的mos管導通和截止判断

在各种情况中的mos管導通和截止判断,非门电路无法用二极管构成,得用晶体三MAX4180EUT+T极管来构成,这一点与前面介绍的或门电路和与门电路不同。

關于非門電路主要說明下列幾點。


(1)非門電路只有一個輸入端,這一點同前面介紹的兩種門電路不同,輸出端爲一個。


(2)當數字系統中需要進行非邏輯運算時,可以用非門電路來實現。


(3)關于非邏輯要記住:1的非邏輯是0,0的非邏輯是1。邏輯中只有1和0兩種狀態,記住非邏輯就是相反的結論,可方便進行非邏輯運算和分析


(4)由于構成非門電路的半導體器件不同,有多種非門電路。其中,MOS非門電路有3類:一是NMOS型,二是PMOS型,三是COMS型,它們的區別主要是所用MOS管不同和電路結構不同,其中COMS非門電路應用最爲廣泛,性能最好。


(5)在分析MOS管導通與截止時,有一個簡便方法,要看3個方面:一是看是增強型還是耗盡型,二看MOS管箭頭方向(也就是看是什麽溝道),三是看柵極是高電平1還是低電平Oo爲方便電路分析,將各種情況用圖8-14來表示,進行電路分析時可根據此圖來作出MOS管導通和截止的判斷。


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