MOS管知识分享
快速分辨MOS管类型PMOS箭头往外指就是PMOS。联想记忆法人人都会放P ,放P都是往外放。反之就是N沟道。MOS管导通条件N→ 拼音Nǚ女女生喜欢高高跟鞋、高富帅 →N 高电平导通反之就是PMOS类型导通条件阈值极性联想口诀NMOSVgs Vth正N像↑箭头向上高电平通PMOSVgs Vth负-P像↓箭头向下低电平通快速分辨MOS管的三极交叉线最多的是S端。联想记忆法线越多越乱你就越烦越烦就烦死了。此方法适用于P沟道MOS管和N沟道MOS管。MOS管的电流方向 单向电流控制MOS管的走向与寄生二极管的方向相反。MOS管的内部寄生二极管的方向寄生二极管的方向和内部小箭头方向相同PMOS做上管NMOS做下管NMOS上管D 固定接 VCC高压端 NMOS下管S 固定接 GND低压端PMOS上管S固定接 VCC高压端 PMOS下管D 固定接 GND低压端NMOS管使用NMOS当下管S极直接接地为固定值只需将G极电压固定值6V即可导通PMOS管使用PMOS当上管S极直接接电源VCCS极电压固定只需G极电压比S极低6V即可导通MOS管与三极管之间的选择标准第一决断看“控制源”的驱动能力MCU直连场景你用单片机的IO口3.3V或5V直接驱动。选三极管BJT/NPN因为三极管是电流驱动只要IO口能灌出几十微安~几毫安的基极电流IbVbe达到0.7V就能通。绝大多数IO口都能做到。选MOS管MOSFET必须谨慎普通MOS管的开启电压Vgs(th)在2V~4V。如果单片机是3.3V栅极给3.3V导通不彻底Rds很大发热严重。只有标有“逻辑电平”Logic Level的MOS管Vgsth ≤ 1.5V才能直连。否则必须加驱动芯片或三极管去推它。第二决断看“功耗和发热”拐点最核心这是选型最容易被忽悠的地方。别听人瞎说“MOS管省电三极管费电”要看电流大小小电流 1A ~ 2A闭眼选MOS管。原因MOS管导通是电阻Rds(on)压降 I × R。假设Rds50mΩ1A电流下压降仅0.05V发热 I²R 0.05W极省电。大电流 5A ~ 10A要查数据手册对比原因三极管饱和压降Vce(sat)一般是0.2V~0.5V几乎恒定。MOS管压降 I × Rds电流越大压降线性飙升。拐点计算如果三极管 Vce0.3VMOS管 Rds30mΩ。当电流 I 0.3V / 0.03Ω 10A时两者发热相等。低于10A选MOS高于10A选三极管或IGBT——这是老工程师的心算秘笈。第三决断看“工作频率”开关速度高频开关PWM调光、DC-DC电源 100kHz必选MOS管。原因MOS管是多子器件没有“存储时间”关断极快纳秒级。三极管有“少数载流子存储效应”关断有延迟微秒级高频下会烧毁或效率极低。低频开关继电器、电磁阀、工频50Hz、按键消抖三极管更划算。原因频率低三极管开关损耗可以忽略且价格比MOS管便宜一半以上。第四决断看“模拟信号放大”线性区音频功放、射频放大、传感器信号调理优选三极管BJT。原因三极管的跨导gm极高线性度好放大倍数β稳定设计负反馈电路极为成熟失真小。注意MOS管虽然也能放大但它的跨导低非线性失真大除非是做高阻抗输入比如示波器探头前端否则模拟放大优先用三极管或JFET结型场效应管而非增强型MOS。终极“一分钟选型速查表”保存手机比较维度MOS管NMOS三极管NPN选型结论控制方式电压Vgs几乎不耗电流电流Ib需要持续吃电流IO口驱动弱优先三极管驱动强可选MOS导通压降I × Rds(on)随电流线性增大Vce(sat) ≈ 0.2~0.5V恒定小电流选MOS大电流5~10A选三极管/IGBT开关速度极快ns级无存储时间慢μs级有存储时间高频PWM100K必选MOS成本价格较贵几分~几元极便宜几分钱便宜量大的低频开关选三极管耐压能力低压200V占优高压600V也有但贵中低压很便宜高压400V不如IGBT超高耐压1000V选三极管或IGBT如何消除MOS管振荡我们测死MOS管GS波形时有时会看到下图中的这种波形在芯片输出端是非常好的方波输出但一旦到了MOS管的G极就出问题了有振荡这个振荡小的时候还能勉强过关但是有时候振荡特别大。产生原因控制栅极的电路当中会产生一些寄生电感有导线从芯片内部走还有些拐弯还有些过孔MOS管的栅源之间会产生寄生电容CGS生产工艺造成的两者组成LC振荡电路这个振荡电路会导致mos管输出波形有振荡解决方法在线路当中增加一个电阻10-30Ω电阻用来产生阻尼用来削弱他的振荡。但注意这个电阻不能太大不然会导致另一个问题电流过小电容充放电很慢出现以下波形。下图红框区域内MOS管处于放大状态MOS管作为开关使用的时候尽可能让MOS管在放大的时间越短越好。因为在放大区MOS管会产生很多的热量。然后我们还需要加一个二极管用来加快mos管关闭的速度MOS管关闭后电容放电电流走向 寄生电容 - 二极管 - 寄生电感 - PNP - GND因为加了电阻后电容放电减慢影响mos管关闭速度至于为什么不加快电容充电速度——因为充电速度已经够快了mos管可以立刻打开不用管。二极管选型选择压差低的一般是肖特基二极管
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