PMOS管与NMOS管控制电路设计对比
一种广为流传的说法：相对于nmos管，pmos管的沟道导通电阻更大、速度更慢、成本更高等，这是为什么？
有一定的电子技术应用经验的朋友，对nmos管开关电路的使用场合肯定是如数家珍，几乎所有的开关电源拓扑都偏向于使用nmos管（而不是pmos管），如正激、反激、推挽、半桥、全桥等拓扑，nmos管的应用电路案例真心不要太多，如下图所示（当然，这些也并不全是完全独立的，比如zcs正激推挽）：
如果让大家举个pmos管实际应用电路，恐怕大多数读者除了下图所示的电源开关控制电路外，实在是想不出更多其它实用电路了。
我们暂且不管原因何在，但是nmos管应用场合远比pmos管要广泛得多，这已经是一个不争的事实，pmos管可以做到的nmos管同样也可以做到，真应了那句广告词：人无我有，人有我优。
我们可以看看国际整流器公司（international rectifier,ir）官方网站的所有mos管的分类，如下图所示：
除两个红圈所标注的内容是pmos管外，其它都是nmos管，并且nmos管在电压档次上比pmos管要细分得多，从侧面可以说明nmos管的应用场合比pmos要大得多（因为应用多，所以需求多，继而型号多），如果你粗略地统计一下pmos与nmos型号的数量，nmos管绝对独占鳌头，这又是虾米情况？
有人说：应该是pmos管在使用的时候控制电路太过复杂，与nmos管的驱动比较，pmos还需要额外的三极管，成本太高。那我们继续往下看
如果读者对电子技术足够感兴趣且好奇心总是不一般的话，应该对降压型buck单片开关电源电路有一定的了解，那你自然会遇到类似下图所示的电路：（来自ti降压电源芯片lm2596数据手册）
这是我们最常用的buck拓扑降压芯片典型应用电路，地球人几乎都知道，但是有些降压芯片应用电路却稍微有所不同，如下图所示：（来自ti降压电源芯片tps54202h数据手册）
看到没有，与lm2596s芯片相比多了一个boost（bst）引脚，一般在该引脚与sw之间串一个小电容，这是为什么呢？
有经验的读者可能会说：这种芯片是采用同步整流方案（关于同步整流可参考文章【开关电源（1）之buck变换器】，简单的说，就是用mos管来代替续流二极管，以达到降低损耗继而提升转换效率的目的），内部是用两个nmos管配合工作的，需要一个自举升压电路，所以才需要外接一个电容。没错！该芯片开关管结构如下图所示：
然而同步整流方案与使用nmos管作为开关管之间没有因果关系，换言之，就算是异步整流方案，芯片也会偏向于使用nmos管，如下图所示（来自ti降压电源芯片lm25011数据手册）：
lm25011就是异步整流方案，该芯片的内部开关管的结构如下图所示（来自ti降压电源芯片lm25011数据手册）：
总之一句话：如果内部开关管使用场效应管，那大多数是nmos管，而pmos管几乎（大多数，不是所有）是没有使用的机会，尽管pmos管的内心可能在呐喊着：老板，给我一次机会吧，我可以的（就像你内心想对老板呐喊一样，这种悲壮的心情你肯定是懂的，么么哒）！然而，这并没有什么卵用。
我们在文章《开关电源（1）之buck变换器》中详细介绍了降压型buck开关电源拓扑，并且还用下图做了一次仿真：
用pmos管来实现开关切换功能的电路是要多简洁就有多简洁，明明一个pmos管就能搞定的事，非得使用nmos管还弄个稍显复杂的自举电路，就像很多明星，明明可以靠脸吃饭，偏偏要靠才能。然而，芯片厂家就是嫌弃它，你简洁怎么了？我就是不用你！你自己上思过崖面壁反省去（不是华山派令狐冲呆的那个地方）。
同样的现象也存在于boost变换器芯片中，boost单片升压芯片典型应用电路如下图所示：（来自ti升压电源芯片lm2577t数据手册）
同样，有些升压芯片多了一个boost/bst引脚，如下图所示（来自ti升压电源芯片tps61178x数据手册）：
这里要说明一下：上图中芯片外围接有的pmos管并不是必须的，因为boost拓扑由于其本身的特性，在芯片不工作时输出是无法关闭的（输出电压略小于输入电压），这与buck拓扑不同，如果需要完全关闭电压输出，必须额外添加一个pmos管开关电路，这就是我们在文章开关介绍的pmos管电源开关控制电路。
该芯片的内部开关管的结构如下图所示（来自ti升压电源芯片tps61178x数据手册）：
当然，异步整流升压芯片就没必要再弄个bst引脚了，因为nmos管已经是比较理想的架构了，我们在文章《开关电源（2）之boost变换器》中也是用nmos管来仿真的，如下图所示：
pmos管有时也纳了闷了：我招谁惹谁了我，辛辛苦苦勤勤恳恳地工作几十年，竟然没人欣赏我，不由得心生“既生瑜，何生亮”之感慨，然则原因何在？
前面提到过，pmos管的导通电阻比nmos管的导通电阻要大，我们可以找外部参数尽量相同的数据手册来对比一下，如下图所示：
在相同的工艺、耐压等条件下，nmos导通电阻为0.036w（w就是欧姆的意思，形状很像符号ω），而pmos导通电阻要大得多，其值为0.117ω，当然，这并不能作为pmos管的导通电阻比nmos要大的直接证据，然而事实上，在相同的工艺及尺寸面积条件下，pmos管的导通电阻确实要比nmos管要大，这样pmos开关管的导通损耗比nmos要大。
将pmos管应用场合比较少的原因归结于p沟道导通电阻更大似乎是个比较理想的答案，然而我们还是不禁要问一下：为什么pmos管的导通电阻比nmos要大呢？这主要是源自于导通沟道在一个特性方面的差别：电子迁移率（electron mobility）。
我们在文章《二极管》里讲解pn结的时候，已经提到过p型半导体与n型半导体的由来，p型半导体就是在本征半导体（纯净无掺杂的）中掺入3价的元素（如硼元素），其结构如下图的所示：
在合理的范围内掺入的杂质越多，则多数载流子空穴就更多，p型半导体的导电性也似乎将会变得更好。
简单实用接地气的智能家居设备
超级电容器的主要应用领域
一加11体验报告：不将就，优雅强悍更进一步
什么是SPARC处理器
储能产业大发展利好哪些元器件产品？
PMOS管与NMOS管控制电路设计对比
谷歌计划向安卓手机厂商收费 华为：以谷歌口径为准
DeepMind的最新AI无需知晓规则就能掌握游戏
在FPGA上实现复杂协议处理任务卸载的解决方案
光调制的基础光路搭建及实例
SAE International宣布NACS连接器、充电PKI和基础设施可靠性标准
氢燃料电池汽车销量超6000辆 商业化应用仍在起步阶段
intel第八代处理器依旧采用14nm 今年下半年亮相
复合铜箔将于2024年小批量上车
海瑞思气密性检测设备满足从试产到量产全部密封性检测使用场景
利用电缆上的电压降便可以測量长电缆中流动的大电流
稳压电源电路图大全
氢燃料汽车能追赶上纯电动汽车的商业化吗
变电站人员安全管理，一定要得到人员的坐标信息吗？
数字人淘金热，一场被AIGC改写的风暴
有一定的电子技术应用经验的朋友，对nmos管开关电路的使用场合肯定是如数家珍，几乎所有的开关电源拓扑都偏向于使用nmos管（而不是pmos管），如正激、反激、推挽、半桥、全桥等拓扑，nmos管的应用电路案例真心不要太多，如下图所示（当然，这些也并不全是完全独立的，比如zcs正激推挽）：
如果让大家举个pmos管实际应用电路，恐怕大多数读者除了下图所示的电源开关控制电路外，实在是想不出更多其它实用电路了。
我们暂且不管原因何在，但是nmos管应用场合远比pmos管要广泛得多，这已经是一个不争的事实，pmos管可以做到的nmos管同样也可以做到，真应了那句广告词：人无我有，人有我优。
我们可以看看国际整流器公司（international rectifier,ir）官方网站的所有mos管的分类，如下图所示：
除两个红圈所标注的内容是pmos管外，其它都是nmos管，并且nmos管在电压档次上比pmos管要细分得多，从侧面可以说明nmos管的应用场合比pmos要大得多（因为应用多，所以需求多，继而型号多），如果你粗略地统计一下pmos与nmos型号的数量，nmos管绝对独占鳌头，这又是虾米情况？
有人说：应该是pmos管在使用的时候控制电路太过复杂，与nmos管的驱动比较，pmos还需要额外的三极管，成本太高。那我们继续往下看
如果读者对电子技术足够感兴趣且好奇心总是不一般的话，应该对降压型buck单片开关电源电路有一定的了解，那你自然会遇到类似下图所示的电路：（来自ti降压电源芯片lm2596数据手册）
这是我们最常用的buck拓扑降压芯片典型应用电路，地球人几乎都知道，但是有些降压芯片应用电路却稍微有所不同，如下图所示：（来自ti降压电源芯片tps54202h数据手册）
看到没有，与lm2596s芯片相比多了一个boost（bst）引脚，一般在该引脚与sw之间串一个小电容，这是为什么呢？
有经验的读者可能会说：这种芯片是采用同步整流方案（关于同步整流可参考文章【开关电源（1）之buck变换器】，简单的说，就是用mos管来代替续流二极管，以达到降低损耗继而提升转换效率的目的），内部是用两个nmos管配合工作的，需要一个自举升压电路，所以才需要外接一个电容。没错！该芯片开关管结构如下图所示：
然而同步整流方案与使用nmos管作为开关管之间没有因果关系，换言之，就算是异步整流方案，芯片也会偏向于使用nmos管，如下图所示（来自ti降压电源芯片lm25011数据手册）：
lm25011就是异步整流方案，该芯片的内部开关管的结构如下图所示（来自ti降压电源芯片lm25011数据手册）：
总之一句话：如果内部开关管使用场效应管，那大多数是nmos管，而pmos管几乎（大多数，不是所有）是没有使用的机会，尽管pmos管的内心可能在呐喊着：老板，给我一次机会吧，我可以的（就像你内心想对老板呐喊一样，这种悲壮的心情你肯定是懂的，么么哒）！然而，这并没有什么卵用。
我们在文章《开关电源（1）之buck变换器》中详细介绍了降压型buck开关电源拓扑，并且还用下图做了一次仿真：
用pmos管来实现开关切换功能的电路是要多简洁就有多简洁，明明一个pmos管就能搞定的事，非得使用nmos管还弄个稍显复杂的自举电路，就像很多明星，明明可以靠脸吃饭，偏偏要靠才能。然而，芯片厂家就是嫌弃它，你简洁怎么了？我就是不用你！你自己上思过崖面壁反省去（不是华山派令狐冲呆的那个地方）。
同样的现象也存在于boost变换器芯片中，boost单片升压芯片典型应用电路如下图所示：（来自ti升压电源芯片lm2577t数据手册）
同样，有些升压芯片多了一个boost/bst引脚，如下图所示（来自ti升压电源芯片tps61178x数据手册）：
这里要说明一下：上图中芯片外围接有的pmos管并不是必须的，因为boost拓扑由于其本身的特性，在芯片不工作时输出是无法关闭的（输出电压略小于输入电压），这与buck拓扑不同，如果需要完全关闭电压输出，必须额外添加一个pmos管开关电路，这就是我们在文章开关介绍的pmos管电源开关控制电路。
该芯片的内部开关管的结构如下图所示（来自ti升压电源芯片tps61178x数据手册）：
当然，异步整流升压芯片就没必要再弄个bst引脚了，因为nmos管已经是比较理想的架构了，我们在文章《开关电源（2）之boost变换器》中也是用nmos管来仿真的，如下图所示：
pmos管有时也纳了闷了：我招谁惹谁了我，辛辛苦苦勤勤恳恳地工作几十年，竟然没人欣赏我，不由得心生“既生瑜，何生亮”之感慨，然则原因何在？
前面提到过，pmos管的导通电阻比nmos管的导通电阻要大，我们可以找外部参数尽量相同的数据手册来对比一下，如下图所示：
在相同的工艺、耐压等条件下，nmos导通电阻为0.036w（w就是欧姆的意思，形状很像符号ω），而pmos导通电阻要大得多，其值为0.117ω，当然，这并不能作为pmos管的导通电阻比nmos要大的直接证据，然而事实上，在相同的工艺及尺寸面积条件下，pmos管的导通电阻确实要比nmos管要大，这样pmos开关管的导通损耗比nmos要大。
将pmos管应用场合比较少的原因归结于p沟道导通电阻更大似乎是个比较理想的答案，然而我们还是不禁要问一下：为什么pmos管的导通电阻比nmos要大呢？这主要是源自于导通沟道在一个特性方面的差别：电子迁移率（electron mobility）。
我们在文章《二极管》里讲解pn结的时候，已经提到过p型半导体与n型半导体的由来，p型半导体就是在本征半导体（纯净无掺杂的）中掺入3价的元素（如硼元素），其结构如下图的所示：
在合理的范围内掺入的杂质越多，则多数载流子空穴就更多，p型半导体的导电性也似乎将会变得更好。
简单实用接地气的智能家居设备
超级电容器的主要应用领域
一加11体验报告：不将就，优雅强悍更进一步
什么是SPARC处理器
储能产业大发展利好哪些元器件产品？
PMOS管与NMOS管控制电路设计对比
谷歌计划向安卓手机厂商收费 华为：以谷歌口径为准
DeepMind的最新AI无需知晓规则就能掌握游戏
在FPGA上实现复杂协议处理任务卸载的解决方案
光调制的基础光路搭建及实例
SAE International宣布NACS连接器、充电PKI和基础设施可靠性标准
氢燃料电池汽车销量超6000辆 商业化应用仍在起步阶段
intel第八代处理器依旧采用14nm 今年下半年亮相
复合铜箔将于2024年小批量上车
海瑞思气密性检测设备满足从试产到量产全部密封性检测使用场景
利用电缆上的电压降便可以測量长电缆中流动的大电流
稳压电源电路图大全
氢燃料汽车能追赶上纯电动汽车的商业化吗
变电站人员安全管理，一定要得到人员的坐标信息吗？
数字人淘金热，一场被AIGC改写的风暴