简单总结一下MOS管
今天的文章简单总结一下mos管，如下是本文目录。
▉ 场效应管分类
场效应管分为结型（jfet）和金属-氧化物-半导体型（mosfet）两种类型。
jfet的英文全称是junction field-effect transistor，也分为n沟道和p沟道两种，在实际中几乎不用。
mosfet英文全称是metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，应用广泛，mosfet一般称mos管。
mosfet有增强型和耗尽型两大类，增强型和耗尽型每一类下面都有nmos和pmos。
增强型mos管的英文为enhancement mos或者emos，耗尽型mos管的英文为depletion mos或者dmos。
一般主板上使用最多的是增强型mos管，nmos最多，一般多用在信号控制上，其次是pmos，多用在电源开关等方面，耗尽型几乎不用。
▉ n和p区分
如下红色箭头指向g极的为nmos，箭头背向g极的为pmos。
▉ 寄生二极管
由于生产工艺，一般的mos管会有一个寄生二极管，有的也叫体二极管。
红色标注的为体二极管
从上图可以看出nmos和pmos寄生二极管方向不一样，nmos是由s极→d极，pmos是由d极→s极。
寄生二极管和普通二极管一样，正接会导通，反接截止，对于nmos，当s极接正，d极接负，寄生二极管会导通，反之截止；对于pmos管，当d极接正，s极接负，寄生二极管导通，反之截止。
某些应用场合，也会选择走体二极管，以降低ds之间的压降（体二极管的压降是比mos的导通压降大很多的），同时也要关注体二极管的过电流能力。
当满足mos管的导通条件时，mos管的d极和s极会导通，这个时候体二极管是截止状态，因为mos管的导通内阻极小，一般mω级别，流过1a级别的电流，也才mv级别，所以d极和s极之间的导通压降很小，不足以使寄生二极管导通，这点需要特别注意。▉ 导通条件
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。
▉ 基本开关电路
nmos管开关电路
当gpio_ctrl电压小于mos管开启电压时，mos管截止，out通过r1上拉到5v，out=5v。
当gpio_ctrl电压大于mos管开启电压时，mos管导通，d极电压等于s极电压，即out=0v。
pmos管开关电路
pmos管最常用在电源开关电路中，下图所示，当gpio_crtl=0v时，s和g极压差大于mos管开启电压时，mos管导通，5v_vout=5v_vin。
▉ 与三极管的区别
三极管是电流控制，mos管是电压控制，主要有如下的区别：
1，只容许从信号源取少量电流的情况下，选用mos管；在信号电压较低，有容许从信号源取较多电流的条件下，选用三极管。
2，mos管是单极性器件（靠一种多数载流子导电），三极管是双极性器件（既有多数载流子，也要少数载流子导电）。
3，有些mos管的源极和漏极可以互换运用，栅极也可正可负，灵活性比三极管好。
4，mos管应用普遍，可以在很小电流和很低电压下工作。
5，mos管输入阻抗大，低噪声，mos管较贵，三极管的损耗大。
6，mos管常用来作为电源开关，以及大电流开关电路、高频高速电路中，三极管常用来数字电路开关控制。
▉ g和s极串联电阻的作用
mos管的输入阻抗很大，容易受到外界信号的干扰，只要少量的静电，就能使g-s极间等效电容两端产生很高的电压，如果不及时把静电释放掉，两端的高压容易使mos管产生误动作，甚至有可能击穿g-s极，起到一个固定电平的作用。
▉ g极串联电阻的作用
mos管是压控型，有的情况下，为什么还需要在g极串联一个电阻呢？
1，减缓rds从无穷大到rds（on）。2，防止震荡，一般单片机的i/o输出口都会带点杂散电感，在电压突变的情况下，可能与栅极电容形成lc震荡，串联电阻可以增大阻尼减小震荡效果。3，减小栅极充电峰值电流。
▉ mos管的米勒效应
关于mos管的米勒效应，可以阅读文章：臭名昭著的mos管米勒效应
▉ 选型要点
1.电压值关注vds最大导通电压和vgs最大耐压，实际使用中，不能超过这个值，否则mos管会损坏。
关注导通电压vgs（th），一般mos管都是用单片机进行控制，根据单片机gpio的电平来选择合适导通阈值的mos管，并且尽量留有一定的余量，以确保mos可以正常开关。
2.电流值关注id电流，这个值代表了pmos管的能流过多大电流，反应带负载的能力，超过这个值，mos管也会损坏。
3.功率损耗功率损耗需要关注以下几个参数，包括热阻、温度。热阻指的是当有热量在物体上传输时，在物体两端温度差与热源的功率之间的比值，单位是℃/w或者是k/w，热阻的公式为thetaja = （tj-ta）/p，和功率和环境温度都有关系。
4.导通内阻导通内阻关注pmos的rds（on）参数，导通内阻越小，pmos管的损耗越小，一般pmos管的导通内阻都是在mω级别。
5.开关时间mos作为开关器件，就会有开关时间概念，在高速电路中，尽可能选择输入、输出电容ciss&coss小、开关时间ton&toff短的mos管，以保证数据通信正常。
参数解释推荐阅读文章：带你读懂mos管参数「热阻、输入输出电容及开关时间」
6.封装根据pcb板的尺寸，选择合适的pmos管尺寸，在板载面积有限的情况下，尽可能选择小封装；尽量选择常见封装，以备后续选择合适的替代料。
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mosfet有增强型和耗尽型两大类，增强型和耗尽型每一类下面都有nmos和pmos。
增强型mos管的英文为enhancement mos或者emos，耗尽型mos管的英文为depletion mos或者dmos。
一般主板上使用最多的是增强型mos管，nmos最多，一般多用在信号控制上，其次是pmos，多用在电源开关等方面，耗尽型几乎不用。
▉ n和p区分
如下红色箭头指向g极的为nmos，箭头背向g极的为pmos。
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由于生产工艺，一般的mos管会有一个寄生二极管，有的也叫体二极管。
红色标注的为体二极管
从上图可以看出nmos和pmos寄生二极管方向不一样，nmos是由s极→d极，pmos是由d极→s极。
寄生二极管和普通二极管一样，正接会导通，反接截止，对于nmos，当s极接正，d极接负，寄生二极管会导通，反之截止；对于pmos管，当d极接正，s极接负，寄生二极管导通，反之截止。
某些应用场合，也会选择走体二极管，以降低ds之间的压降（体二极管的压降是比mos的导通压降大很多的），同时也要关注体二极管的过电流能力。
当满足mos管的导通条件时，mos管的d极和s极会导通，这个时候体二极管是截止状态，因为mos管的导通内阻极小，一般mω级别，流过1a级别的电流，也才mv级别，所以d极和s极之间的导通压降很小，不足以使寄生二极管导通，这点需要特别注意。▉ 导通条件
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。
▉ 基本开关电路
nmos管开关电路
当gpio_ctrl电压小于mos管开启电压时，mos管截止，out通过r1上拉到5v，out=5v。
当gpio_ctrl电压大于mos管开启电压时，mos管导通，d极电压等于s极电压，即out=0v。
pmos管开关电路
pmos管最常用在电源开关电路中，下图所示，当gpio_crtl=0v时，s和g极压差大于mos管开启电压时，mos管导通，5v_vout=5v_vin。
▉ 与三极管的区别
三极管是电流控制，mos管是电压控制，主要有如下的区别：
1，只容许从信号源取少量电流的情况下，选用mos管；在信号电压较低，有容许从信号源取较多电流的条件下，选用三极管。
2，mos管是单极性器件（靠一种多数载流子导电），三极管是双极性器件（既有多数载流子，也要少数载流子导电）。
3，有些mos管的源极和漏极可以互换运用，栅极也可正可负，灵活性比三极管好。
4，mos管应用普遍，可以在很小电流和很低电压下工作。
5，mos管输入阻抗大，低噪声，mos管较贵，三极管的损耗大。
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1，减缓rds从无穷大到rds（on）。2，防止震荡，一般单片机的i/o输出口都会带点杂散电感，在电压突变的情况下，可能与栅极电容形成lc震荡，串联电阻可以增大阻尼减小震荡效果。3，减小栅极充电峰值电流。
▉ mos管的米勒效应
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▉ 选型要点
1.电压值关注vds最大导通电压和vgs最大耐压，实际使用中，不能超过这个值，否则mos管会损坏。
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2.电流值关注id电流，这个值代表了pmos管的能流过多大电流，反应带负载的能力，超过这个值，mos管也会损坏。
3.功率损耗功率损耗需要关注以下几个参数，包括热阻、温度。热阻指的是当有热量在物体上传输时，在物体两端温度差与热源的功率之间的比值，单位是℃/w或者是k/w，热阻的公式为thetaja = （tj-ta）/p，和功率和环境温度都有关系。
4.导通内阻导通内阻关注pmos的rds（on）参数，导通内阻越小，pmos管的损耗越小，一般pmos管的导通内阻都是在mω级别。
5.开关时间mos作为开关器件，就会有开关时间概念，在高速电路中，尽可能选择输入、输出电容ciss&coss小、开关时间ton&toff短的mos管，以保证数据通信正常。
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