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  • mos管导通与截止-mos管导通过程和条件-如何判断MOS管工作状态
    • 发布时间:2019-11-19 14:30:37
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    mos管导通和截止
    mos管导通条件
    mos管导通和截止由栅源电压来控制,对于增强型场效应管来说,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,场效应管分为增强型(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管导通和截止
    开关只有两种状态通和断,三极管和场效应管工作有三种状态:
    1、截止;
    2、线性放大;
    3、饱和(基极电流继续增加而集电极电流不再增加);
    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。 场效应管按沟道分可分为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)。
    按材料分可分为结型管和绝缘栅型管,绝缘栅型又分为耗尽型和增强型,一般主板上大多是绝缘栅型管简称MOS管,并且大多采用增强型的N沟道,其次是增强型的P沟道,结型管和耗尽型管几乎不用。
    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.场效应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.有些场效应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管导通和截止过程
    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管导通和截止详解分析
    NMOS(如IRF540N):原理图封装引脚由下到上依次为S、G、D,PCB封装引脚从左到右依次为GDS,做开关时由D串联到负极,Vgs为正电压导通(具体参照Vgs关系图标),一般4V为临界点,Vgs越大导通越彻底;?
    PMOS(如IRF9Z34):PCB封装也为GDS,做开关时从S串联接到正极,Vgs为负电压导通,一般以-4V为临界点,即Vgs<=-4V时导通,Vgs绝对值越大导通越彻底,Vgs大于-4V则截止。下图为540Vgs关系:
    mos管导通和截止
    下图为9z34Vgs关系:
    mos管导通和截止
    各种情况中的mos管导通和截止判断
    在各种情况中的mos管导通和截止判断,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。
    关于非门电路主要说明下列几点。
    (1)非门电路只有一个输入端,这一点同前面介绍的两种门电路不同,输出端为一个。
    (2)当数字系统中需要进行非逻辑运算时,可以用非门电路来实现。
    (3)关于非逻辑要记住:1的非逻辑是0,0的非逻辑是1。逻辑中只有1和0两种状态,记住非逻辑就是相反的结论,可方便进行非逻辑运算和分析
    (4)由于构成非门电路的半导体器件不同,有多种非门电路。其中,MOS非门电路有3类:一是NMOS型,二是PMOS型,三是COMS型,它们的区别主要是所用MOS管不同和电路结构不同,其中COMS非门电路应用最为广泛,性能最好。
    (5)在分析MOS管导通与截止时,有一个简便方法,要看3个方面:一是看是增强型还是耗尽型,二看MOS管箭头方向(也就是看是什么沟道),三是看栅极是高电平1还是低电平Oo为方便电路分析,将各种情况用图8-14来表示,进行电路分析时可根据此图来作出MOS管导通和截止的判断。
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