MOS管的开通/关断原理详解

你要是想读懂这篇文章,请先去了解mos管的基础知识,本文是在基础之上做出的一部分扩展,可能有一点点深,请各位同学注意。
本文带你了解mos管的开通/关断原理,使用pmos做上管、nmos做下管都是比较方便,使用pmos做下管、nmos做上管的电路设计复杂,一般情况下意义不大,所以很少采用。
下面先了解mos管的开通/关断原理,请看下图:
pmos和nmos的开通/关断原理主要基于半导体材料的特性。
nmos管是压控型器件,其栅极(g极)与源极(s极)之间的电压vgs大于开启电压时,内部沟道在场强的作用下导通。当vgs电压小于开启电压时,内部沟道截止。vgs电压越高,内部场强越大,导通程度越高,导通电阻ron越小。需要注意的是,vgs电压不能超过芯片允许的极限电压。nmos管一般作为低端驱动器件,源级s接地。所以,nmos管的主回路电流方向为d→s,导通条件为vgs有一定的压差,一般为5-10v(g电位比s电位高)。
pmos管的使用原理与nmos类似,只不过pmos管的源级(s极)接电源vcc,s极电压固定。只需g极电压比s极低6v即可导通。使用pmos管当上管时,d极接地,s极的电压不固定(0v或vcc),无法确定控制极g极的电压,使用较麻烦,需采用隔离电压设计。所以,pmos管的主回路电流方向是s→d,导通条件为vgs有一定的压差,一般为-5-10v(s电位比g电位高)。
nmos管
nmos管也是压控型器件,其栅极(g极)与源极(s极)之间的电压vgs大于开启电压时,内部沟道在场强的作用下导通。当vgs电压小于开启电压时,内部沟道截止。
当nmos管的门极(g极)接收到一个高电平时,它相当于一个电阻,将电流引入通道中,从而产生电路通路。此时,内部沟道在场强的作用下导通,电流可以从源级(s极)流向漏级(d极)。
相反,当门极(g极)接收到一个低电平时,nmos管相当于一个断开开关,将内部沟道关闭,从而中断电路。此时,没有电流可以从源级(s极)流向漏级(d极)。
pmos管
pmos管是一种通过电压来控制电流的元件。其通断原理与nmos类似,但pmos管的源级(s极)接电源正极,栅极(g极)电压比源级(s极)低6v即可导通。
当pmos管的门极(g极)接收到一个高电平时,它相当于一个电阻,将电流引入通道中,从而产生电路通路。此时,内部沟道在场强的作用下导通,电流可以从源级(s极)流向漏级(d极)。
相反,当门极(g极)接收到一个低电平时,pmos管相当于一个断开开关,将内部沟道关闭,从而中断电路。此时,没有电流可以从源级(s极)流向漏级(d极)。
因此,pmos开关电路通常被用于控制电路的电源。当输入信号为高电平时,pmos开关电路会打开,从而将电源电压传递到电路中。当输入信号为低电平时,pmos开关电路会关闭,从而阻止电源电压传递到电路中。
综上所述,是nmos的话,就s极接地。pmos就s极接电源。都是给s极一个固定的电位。

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