广告

原创 硬件工程师必会电路模块之MOS管应用

2017-6-4 16:45 2823 6 5 分类: 模拟

**本文你可以获得什么?



  1. 实际工程应用中常用的MOS管电路(以笔记本主板经典电路为例);

  2. 学到实际系统中用到的开关电路模块以及MOS管非常重要的隔离电路(结合IIC的数据手册和笔记本主板应用电路);

  3. MOS管寄生体二极管,极性判断?**


1. MOS管开关电路

学习过模拟电路的人都知道三极管是流控流器件,也就是由基极电流控制集电极与发射极之间的电流;而MOS管是压控流器件,也就是由栅极上所加的电压控制漏极与源极之间电流。

MOSFET管是FET的一种,可以被制造为增强型或者耗尽型,P沟道或N沟道共四种类型,但实际应用的只有增强型的N沟道MOS管和增强型的P沟道MOS管。实际应用中,NMOS居多。

1

图1 左边是N沟道的MOS管,右边是P沟道的MOS管

寄生二极管的方向如何判断呢?它的判断规则就是对于N沟道,由S极指向D极;对于P沟道,由D极指向S极。

2

如何分辨三个极?

D极单独位于一边,而G极是第4PIN。剩下的3个脚则是S极。

它们的位置是相对固定的,记住这一点很有用。

请注意:不论NMOS管还是PMOS管,上述PIN脚的确定方法都是一样的。

3

4

5


MOS管导通特性

导通的意思是作为开关,相当于开关闭合。

NMOS的特性:Vgs大于某一值管子就会导通,适合用于源极接地时的情况(低端驱动),只要栅极电压达到4V就可以了。

PMOS的特性:Vgs小于某一值管子就会导通,适合用于源极接VCC时的情况(高端驱动)。


下图是MOS管开关电路,输入电压是Ui,输出电压是Uo。

当Ui较小时,MOS管是截止的, Uo=Uoh=Vdd;

当Ui较大时,MOS管是导通的, Uo =Ron/(Ron+Rd)*Vdd,由于Ron<<Rd,所以输出为低电平,即Uo=0。

6


应用实例:

以下是某笔记本主板的电路原理图分析,在此mos管是开关作用:

PQ27控制脚为低电平,PQ27截止,而右侧的mos管导通,所以输出拉低;

7


电路原理分析:

PQ27控制脚为高电平,PQ27导通,所以其漏极为低电平,右侧的mos管处于截止状态,所以输出为高电平。

8


整体看来,两个管子的搭配作用就是高低电平的切换,这个电路来自于笔记本主板的电路,但是这个电路模块也更常见于复杂电路的上电时序控制模块,GPIO的操作模块等等应用中。


2. MOS管的隔离作用

MOS管实现电压隔离的作用是另外一个非常重要且常见的功能,隔离的重要性在于:担心前一极的电流漏到后面的电路中,对电路系统的上电时序,处理器或逻辑器件的工作造成误判,最终导致系统无法正常工作。因此,实际的电路系统中,隔离的作用非常重要。

9


比如,上下两个图就是通过源极的高低电平来控制MOS管的通断,来实现信号电平的隔离,因为MOS管有体二极管,并且是反向的,所以并不会有信号通过MOS管漏过去。这是一个非常经典的电路,并且可以通过搭配衍生出很多实用的电路。

10


比如,下面这个IIC总线中电平转换电路,其实跟上面的电路存在极大的相似性。

11


电路分析:

SDA1为高电平(3V3)时,TR1截止,SDA2输出为高电平(5V);

SDA1为低电平(0V)时,TR1导通,SDA2输出为低电平。


总结:

在笔记本主板上用到的NMOS可简单分作两大类:

信号切换用MOS管: Ug比Us大3V---5V即可,实际上只要导通即可,不必须饱和导通。比如常见的:2N7002,2N7002E,2N7002K,2N7002D,FDV301N。

电压通断用MOS管: Ug比Us应大于10V以上,而且开通时必须工作在饱和导通状态。常见的有:AOL1448,AOL1428A,AON7406,AON7702, MDV1660,AON6428L,AON6718L

12

上面的电路是一个很好用的电路,好在哪?其实可以不用R73和C566, 但一般都会加上,有什么样的优点,值得思考(欢迎分析)!


广告

文章评论 0条评论)

登录后参与讨论
相关推荐阅读
启芯 2019-09-13 22:05
最近一年调试过的芯片大纲--视频处理相关
列举一下,最近一年调试过的芯片。主要基于ARM或者单片机的平台,先列举出大纲,有时间再详细补全调试过程及经验。视频转换相关1. adv7611 hdmi 输入,bt656输出;hdmi 输入,bt11...
启芯 2018-04-22 15:25
【博客大赛】中兴危机折射出“中国智造”三大痛点
引言:简单粗暴地打磨芯片的log,贴上“made in China”,徒有其表,而不掌握核心技术,注定是要受制于人,甚至是一个笑话。作为一个芯片从业者,本文不黑不吹的来聊聊国产的软肋。 上海交大...
启芯 2018-04-14 11:50
信号反射的几个重要体现及电路设计
本文要点:1,介绍信号分列反射的具体表现;2,结合具体电路分析。信号沿传输线向前传播时,每时每刻都会感受到一个瞬态阻抗,这个阻抗可能是传输线本身的,也可能是中途或末端其他元件的。对于信号来说,它不会区...
启芯 2018-03-10 17:09
信号完整性基础-反射是如何产生的?续
好吧,春节过完,博客接着更新了。。。。 给大伙拜个晚年:祝大家新年快乐,步步为营,分别在不同的地方看到了两组图片挺有意思的,拿出来,分享博大家一乐。      &n...
启芯 2017-12-23 20:07
高速信号的反射是如何形成的?
前文说到了特性阻抗,我们熟知实际电路中最大功率传输定理是关于负载与电源相匹配时,负载能获得最大的功率的定理。迁移到高速电路中,激励电路特性与传输线特性极大地影响了从一个装置传送到另一个装置信号的完整性...
启芯 2017-12-23 16:08
信号完整性基础-瞬态阻抗与特性阻抗图解
阻抗的均匀稳定,对信号的传输至关重要,所以,本文聊一聊阻抗。瞬态阻抗当信号在传输线上传播时,信号感受到的瞬态阻抗与单位长度电容和材料的介电常数有关,可表示为:​​这个公式的推导过程如而电流的推导可以由...
我要评论
0
6
广告
关闭 热点推荐上一条 /3 下一条