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mos管導(dǎo)通與截止-mos管導(dǎo)通過(guò)程和條件-如何判斷MOS管工作狀態(tài)
  • 發(fā)布時(shí)間:2019-11-19 14:30:37
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mos管導(dǎo)通和截止
mos管導(dǎo)通條件
mos管導(dǎo)通和截止由柵源電壓來(lái)控制,對(duì)于增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管來(lái)說(shuō),N溝道的管子加正向電壓即導(dǎo)通,P溝道的管子則加反向電壓。一般2V~4V就可以了。但是,場(chǎng)效應(yīng)管分為增強(qiáng)型(常開(kāi)型)和耗盡型(常閉型),增強(qiáng)型的管子是需要加電壓才能導(dǎo)通的,而耗盡型管子本來(lái)就處于導(dǎo)通狀態(tài),加?xùn)旁措妷菏菫榱耸蛊浣刂埂?/div>
mos管導(dǎo)通和截止
開(kāi)關(guān)只有兩種狀態(tài)通和斷,三極管和場(chǎng)效應(yīng)管工作有三種狀態(tài):
1、截止;
2、線性放大;
3、飽和(基極電流繼續(xù)增加而集電極電流不再增加);
使晶體管只工作在1和3狀態(tài)的電路稱之為開(kāi)關(guān)電路,一般以晶體管截止,集電極不吸收電流表示關(guān);以晶體管飽和,發(fā)射極和集電極之間的電壓差接近于0V時(shí)表示開(kāi)。開(kāi)關(guān)電路用于數(shù)字電路時(shí),輸出電位接近0V時(shí)表示0,輸出電位接近電源電壓時(shí)表示1。所以數(shù)字集成電路內(nèi)部的晶體管都工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)。 場(chǎng)效應(yīng)管按溝道分可分為N溝道和P溝道管(在符號(hào)圖中可看到中間的箭頭方向不一樣)。
按材料分可分為結(jié)型管和絕緣柵型管,絕緣柵型又分為耗盡型和增強(qiáng)型,一般主板上大多是絕緣柵型管簡(jiǎn)稱MOS管,并且大多采用增強(qiáng)型的N溝道,其次是增強(qiáng)型的P溝道,結(jié)型管和耗盡型管幾乎不用。
MOS管由多數(shù)載流子參與導(dǎo)電,也稱為單極型晶體管.它屬于電壓控制型半導(dǎo)體器件.場(chǎng)效應(yīng)管是利用多數(shù)載流子導(dǎo)電,所以稱之為單極型器件,而晶體管是即有多數(shù)載流子,也利用少數(shù)載流子導(dǎo)電,被稱之為雙極型器件.有些場(chǎng)效應(yīng)管的源極和漏極可以互換使用,柵壓也可正可負(fù),靈活性比晶體管好。
mos管導(dǎo)通和截止過(guò)程
導(dǎo)通時(shí)序可分為to~t1、t1~t2、 t2~t3 、t3~t4四個(gè)時(shí)間段,這四個(gè)時(shí)間段有不同的等效電路。
1)t0-t1:C GS1 開(kāi)始充電,柵極電壓還沒(méi)有到達(dá)V GS(th),導(dǎo)電溝道沒(méi)有形成,MOSFET仍處于關(guān)閉狀態(tài)。
2)[t1-t2]區(qū)間, GS間電壓到達(dá)Vgs(th),DS間導(dǎo)電溝道開(kāi)始形成,MOSFET開(kāi)啟,DS電流增加到ID, Cgs2 迅速充電,Vgs由Vgs(th)指數(shù)增長(zhǎng)到Va。
3)[t2-t3]區(qū)間,MOSFET的DS電壓降至與Vgs相同,產(chǎn)生Millier效應(yīng),Cgd電容大大增加,柵極電流持續(xù)流過(guò),由于C gd 電容急劇增大,抑制了柵極電壓對(duì)Cgs 的充電,從而使得Vgs 近乎水平狀態(tài),Cgd 電容上電壓增加,而DS電容上的電壓繼續(xù)減小。
4)[t3-t4]區(qū)間,至t3時(shí)刻,MOSFET的DS電壓降至飽和導(dǎo)通時(shí)的電壓,Millier效應(yīng)影響變小,Cgd 電容變小并和Cgs 電容一起由外部驅(qū)動(dòng)電壓充電, Cgs 電容的電壓上升,至t4時(shí)刻為止.此時(shí)C gs 電容電壓已達(dá)穩(wěn)態(tài),DS間電壓也達(dá)最小,MOSFET完全開(kāi)啟。
關(guān)于mos管導(dǎo)通和截止詳解分析
NMOS(如IRF540N):原理圖封裝引腳由下到上依次為S、G、D,PCB封裝引腳從左到右依次為GDS,做開(kāi)關(guān)時(shí)由D串聯(lián)到負(fù)極,Vgs為正電壓導(dǎo)通(具體參照Vgs關(guān)系圖標(biāo)),一般4V為臨界點(diǎn),Vgs越大導(dǎo)通越徹底;?
PMOS(如IRF9Z34):PCB封裝也為GDS,做開(kāi)關(guān)時(shí)從S串聯(lián)接到正極,Vgs為負(fù)電壓導(dǎo)通,一般以-4V為臨界點(diǎn),即Vgs<=-4V時(shí)導(dǎo)通,Vgs絕對(duì)值越大導(dǎo)通越徹底,Vgs大于-4V則截止。下圖為540Vgs關(guān)系:
mos管導(dǎo)通和截止
下圖為9z34Vgs關(guān)系:
mos管導(dǎo)通和截止
各種情況中的mos管導(dǎo)通和截止判斷
在各種情況中的mos管導(dǎo)通和截止判斷,非門電路無(wú)法用二極管構(gòu)成,得用晶體三MAX4180EUT+T極管來(lái)構(gòu)成,這一點(diǎn)與前面介紹的或門電路和與門電路不同。
關(guān)于非門電路主要說(shuō)明下列幾點(diǎn)。
(1)非門電路只有一個(gè)輸入端,這一點(diǎn)同前面介紹的兩種門電路不同,輸出端為一個(gè)。
(2)當(dāng)數(shù)字系統(tǒng)中需要進(jìn)行非邏輯運(yùn)算時(shí),可以用非門電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。
(3)關(guān)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(tài),記住非邏輯就是相反的結(jié)論,可方便進(jìn)行非邏輯運(yùn)算和分析
(4)由于構(gòu)成非門電路的半導(dǎo)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(qū)別主要是所用MOS管不同和電路結(jié)構(gòu)不同,其中COMS非門電路應(yīng)用最為廣泛,性能最好。
(5)在分析MOS管導(dǎo)通與截止時(shí),有一個(gè)簡(jiǎn)便方法,要看3個(gè)方面:一是看是增強(qiáng)型還是耗盡型,二看MOS管箭頭方向(也就是看是什么溝道),三是看柵極是高電平1還是低電平Oo為方便電路分析,將各種情況用圖8-14來(lái)表示,進(jìn)行電路分析時(shí)可根據(jù)此圖來(lái)作出MOS管導(dǎo)通和截止的判斷。
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