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MOS管的作业原理 MOS管开关电路实例

时间: 2024-04-08 16:30:29 |   作者: 半岛全站官网平台首页登录网址

  Field-Effect Transistor,即金属-氧化物-半导体场效应。它在电路中一般作为开关运用,经过改动栅极电压来操控源极和漏极之间的导通和截止。

  在一块金属膜上制造两个电极A和B,别离与源极和漏极相连。当给其间一个电极加上正向电压时,该电极将发生电子并沿电场方向移动构成空穴;而给另一个电极加上反向电压时,该电极将发生空穴并将电子向反方向推回至金属膜标明发生一个回路,然后阻挠电子活动而发生电流输出到负载电阻上。

  因为MOS管的输入电阻很大,对负载电流的改动不灵敏,因而即便外加电源电压改动,它也能坚持截止状况不变(即开路)。当外电路接通且负载电流增大时,因为基区电阻较大而出现高阻抗特性,使输出电压减小直至截止。

  MOS管由漏极、源极和栅极组成,还分为N沟和P沟两种MOS管。首要咱们将漏极接到电源正极,源极接到电源负极。对mos管而言,在栅极无电压情况下,源极与漏极之间是两个背对背二极管,而不会有电流经过,此刻的mos管处于截止状况。

  如上图所示,栅极加电压时,当电压小于阈值 VGS (th)时,栅极与基片 P之间会因为电场的作用,使 P型半导体的源极和漏极上的负电子遭到招引而涌向栅极,而因为氧化膜的隔绝,将电子集合在两个N沟道之间的半导体中。

  假如栅极电压越高,电子浓度就会越高。当VGS (th)超越一个阈值,N型半导体将在源极和漏极之间构成一个电子通道。这段时间内,因为漏极上加了正电压,会构成漏极至源极的电流, MOS管导通。

  在电路中,MOS管一般用作开关,经过改动栅极电压来操控源极和漏极之间的导通和截止。其电路符号一般由三个引脚组成,别离是栅极(G)、源极(S)和漏极(D)。有时,在源极和漏极之间还会有一个表明二极管的符号。

  当栅极电压为0时,MOS管处于截止状况,源极和漏极之间没有导通。当栅极电压大于阈值电压时,MOS管进入导通状况,源极和漏极之间构成导电通道。

  在电路中,能够正常的运用电阻、电容、二极管等元件与MOS管一同构成各种电路。例如,经过在栅极上施加一个操控信号,能够将MOS管作为开关来操控电流的通断。

  此外,依据不同的作业电压和电流要求,能够再一次进行挑选不同类型和标准的MOS管,如N沟道或P沟道、高低压驱动等。

  在下图所示的电路中,增强型 N 沟道MOS管用于切换简略的灯“ON”和“OFF”(也能够是LED)。

  栅极输入电压VGS被带到恰当的正电压电平以翻开器材,因而灯负载要么“翻开”,(V GS = +ve),要么处于将器材“封闭”的零电压电平,(V GS = 0V)。

  假如灯的电阻负载要由电感负载(如线圈、螺线管或继电器)替代,则需求与负载并联一个“续流二极管”,以维护MOS管免受任何自生反电动势的影响。

  上面显现了一个分外的简略的电路, 用于切换电阻负载,例如灯或 LED 。可是,当运用功率mos管切换理性或容性负载时,需求某种方式的维护来避免mos管器材受损。驱动理性负载与驱动容性负载的作用相反。

  例如,没有电荷的电容是短路的,导致高“涌入”电流,当咱们从理性负载上移除电压时,跟着磁场溃散,咱们会发生很大的反向电压,因而导致感应绕组中的感应反电动势。