MOS管基础知识及应用电路分析
mos管的识别
在电路图上，要判断mos管三个管脚，可以参照下图方式。
mos管有p沟道和n沟道之分，给出一个mos的电路符号，要判断它是n沟道，还是p沟道，参照下图。
寄生二极管
d极和s极之间存在着一个二极管，这个二极管叫寄生二极管。
它是由生产工艺造成的，大功率mos管d极从硅片底部引出，就会有这个寄生二极管。小功率mos管例如集成芯片中的mos管是平面结构，d极引出方向是从硅片的上面也就是与s极等同一方向，没有这个二极管。但d极和衬底之间都存在寄生二极管。如果是单个晶体管，衬底当然接s极，因此自然在ds之间有二极管。
如果在ic里面，n—mos衬底接最低的电压，p—mos衬底接最高电压，不一定和s极相连，所以ds之间不一定有寄生二极管。
寄生二极管起什么作用呢？
当电路中产生很大的瞬间反向电流时，可以通过这个二极管导出来，不至于击穿这个mos管，起到保护mos管的作用。
不论n沟道还是p沟道mos管，中间衬底箭头方向总是和寄生二极管的正方向一致。
mos管的开关作用
先来看下面的电路原理图。
以上的mos开关实现的是高低电平信号的切换。
mos管在电路中要实现开关作用应该满足什么条件呢？mos管接入电路哪个管脚接输入哪个管脚接输出？这里寄生二极管是关键。
我们先看mos管做开关时在电路的接法。
反过来接行不行？不行。就拿nmos管来说s极做输入d极做输出，由于寄生二极管直接导通，因此s极电压可以无条件到d极，mos管就失去了开关的作用，同理pmos管反过来接同样失去了开关作用。
接下来谈谈mos管的开关条件，mos管是压控型，导通由g和s极之间压差决定。
对nmos来说，vg-vs>vgs(th)，即g极和s极的压差大于一定值，mos管会导通，但是也不能大太多，否则烧坏mos管，开启电压和其他参数可以看具体器件的spec。
对pmos来说，vs-vg>vgs(th)，即s极和g极的压差大于一定值，mos管会导通，同样的，具体参数看器件的spec。
mos管隔离作用
如果我们想实现线路上电流的单向流通，比如只让电流由a->b，阻止由b->a，请问该怎么做?
如上图串联二极管的做法有一个缺点，二极管上会产生一个压降，损失一些电压信号。使用mos管做隔离，在正向导通时，在控制极加合适的电压，可以让mos管饱和导通，这样通过电流时几乎不产生压降。
下面我们来看一个防电源反接电路。
这个电路当电源反接时nmos管截止，保护了负载。电源正接时由于nmos管导通压降比较小，几乎不损失电压。
mos管放大作用
mos管具有功率放大的作用，可以结合三极管功率放大作用来理解。无论是mos管还是三极管，控制极的电流都很小，输出级的电流很大。说明控制信号的内阻大，输出信号的内阻很小。
mos管作为一个压控压型的器件，即管子的导通和关闭只考虑电压的阈值，这个时候就可以让电流很小，从而解决功耗问题。
因此对于mos管而言，gs栅源极内部必然存在一个电容，因为只有电容才能存电充电，产生一个阈值，因此在gs栅源极内部必然有一个电容。谈到电压就需要想到电容，谈到电流需要想到电感的存在。则mos管的等效模型在gs栅源极之间有个电容的存在，如下图所示。
开始时对电容进行充电，充到阈值后，在充电过程中是消耗电流和功耗的，但是一但充电完成，电容上面就没有电流了，即电容充满无电流，无电流则无损耗。
ds漏源极之间等效成一个可变电阻，这个可变电阻在关断期间阻值无穷大，在导通期间阻值无穷小。因此在ds漏源极导通期间电阻无穷小，即是有一个很大的电流，功耗依然很小。因此mos管也可以实现放大，功耗又小的问题。
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mos管有p沟道和n沟道之分，给出一个mos的电路符号，要判断它是n沟道，还是p沟道，参照下图。
寄生二极管
d极和s极之间存在着一个二极管，这个二极管叫寄生二极管。
它是由生产工艺造成的，大功率mos管d极从硅片底部引出，就会有这个寄生二极管。小功率mos管例如集成芯片中的mos管是平面结构，d极引出方向是从硅片的上面也就是与s极等同一方向，没有这个二极管。但d极和衬底之间都存在寄生二极管。如果是单个晶体管，衬底当然接s极，因此自然在ds之间有二极管。
如果在ic里面，n—mos衬底接最低的电压，p—mos衬底接最高电压，不一定和s极相连，所以ds之间不一定有寄生二极管。
寄生二极管起什么作用呢？
当电路中产生很大的瞬间反向电流时，可以通过这个二极管导出来，不至于击穿这个mos管，起到保护mos管的作用。
不论n沟道还是p沟道mos管，中间衬底箭头方向总是和寄生二极管的正方向一致。
mos管的开关作用
先来看下面的电路原理图。
以上的mos开关实现的是高低电平信号的切换。
mos管在电路中要实现开关作用应该满足什么条件呢？mos管接入电路哪个管脚接输入哪个管脚接输出？这里寄生二极管是关键。
我们先看mos管做开关时在电路的接法。
反过来接行不行？不行。就拿nmos管来说s极做输入d极做输出，由于寄生二极管直接导通，因此s极电压可以无条件到d极，mos管就失去了开关的作用，同理pmos管反过来接同样失去了开关作用。
接下来谈谈mos管的开关条件，mos管是压控型，导通由g和s极之间压差决定。
对nmos来说，vg-vs>vgs(th)，即g极和s极的压差大于一定值，mos管会导通，但是也不能大太多，否则烧坏mos管，开启电压和其他参数可以看具体器件的spec。
对pmos来说，vs-vg>vgs(th)，即s极和g极的压差大于一定值，mos管会导通，同样的，具体参数看器件的spec。
mos管隔离作用
如果我们想实现线路上电流的单向流通，比如只让电流由a->b，阻止由b->a，请问该怎么做?
如上图串联二极管的做法有一个缺点，二极管上会产生一个压降，损失一些电压信号。使用mos管做隔离，在正向导通时，在控制极加合适的电压，可以让mos管饱和导通，这样通过电流时几乎不产生压降。
下面我们来看一个防电源反接电路。
这个电路当电源反接时nmos管截止，保护了负载。电源正接时由于nmos管导通压降比较小，几乎不损失电压。
mos管放大作用
mos管具有功率放大的作用，可以结合三极管功率放大作用来理解。无论是mos管还是三极管，控制极的电流都很小，输出级的电流很大。说明控制信号的内阻大，输出信号的内阻很小。
mos管作为一个压控压型的器件，即管子的导通和关闭只考虑电压的阈值，这个时候就可以让电流很小，从而解决功耗问题。
因此对于mos管而言，gs栅源极内部必然存在一个电容，因为只有电容才能存电充电，产生一个阈值，因此在gs栅源极内部必然有一个电容。谈到电压就需要想到电容，谈到电流需要想到电感的存在。则mos管的等效模型在gs栅源极之间有个电容的存在，如下图所示。
开始时对电容进行充电，充到阈值后，在充电过程中是消耗电流和功耗的，但是一但充电完成，电容上面就没有电流了，即电容充满无电流，无电流则无损耗。
ds漏源极之间等效成一个可变电阻，这个可变电阻在关断期间阻值无穷大，在导通期间阻值无穷小。因此在ds漏源极导通期间电阻无穷小，即是有一个很大的电流，功耗依然很小。因此mos管也可以实现放大，功耗又小的问题。
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