MOSFET管開關電路基本知識總結

2021-02-16 電源聯盟

(一)MOSFET管的基本知識

MOSFET是利用半導體表面的電場效應進行工作的,也稱為表面場效應器件.它分為N溝道和P溝道兩類,其中每一類又可分為增強型和耗盡型兩種,所謂耗盡型就是當時,存在導電溝道,所謂增強型就是時,沒有導電溝道,即

以上是N溝道和P溝道MOS管的符號圖,

其相關基本參數:

(1) 開啟電壓Vth,指柵源之間所加的電壓,

(2) 飽和漏電流IDSS,指的是在VGS=0的情況下,當VDS>|Vth|時的漏極電流稱為飽和漏電流IDSS

(3) 最大漏源電壓VDS

(4) 最大柵源電壓VGS

(5) 直流輸入電阻RGS

通常MOS管的漏極與源極與以互換,但有些產品出廠時已將源極與襯底連在一起,這時源極與漏極不能對調,使用時應該注意.下面以FDN336P的一些主要參數為例進行介紹:

上表指出其源極與漏極之間的電壓差為20V,而且只能是S接正極,D接負極,

柵極與源極之間的最大電壓差為8V,可以反接.

源極最大電流為1.3A,由S->D流向,脈衝電流為10A

(二)MOSFET做開關管的知識

一般來講,三極體是電流驅動的,MOSFET是電壓驅動的,因為我是用CPLD來驅動這個開關,所以選擇了用MOSFET做,這樣也可以節省系統功耗吧,在做開關管時有一個必須注意的事項就是輸入和輸入兩端間的管壓降問題,比如一個5V的電源,經過管子後可能變為了4.5V,這時候要考慮負載能不能接受了,我曾經遇到過這樣的問題就是負載的最小工作電壓就是5V了,經過管子後發現系統工作不起來,後來才想起來管子上佔了一部分壓降了,類似的問題還有在使用二極體的時候(尤其是做電壓反接保護時)也要注意管子的壓降問題

開關電路原則
a. BJT三極體Transistors      只要發射極e 對電源短路 就是電子開關用法
                 N管 發射極E 對電源負極短路. (搭鐵) 低邊開關 ;b-e 正向電流 飽和導通
                 P管 發射極E 對電源正極短路.           高邊開關  ;b-e 反向電流 飽和導通

b. FET場效應管MOSFET  只要源極S 對電源短路 就是電子開關用法
                 N管 源極S 對電源負極短路. (搭鐵) 低邊開關    ;柵-源 正向電壓 導通
                 P管 源極S 對電源正極短路.           高邊開關    ;柵-源  反向電壓 導通
總結:
     低邊開關用 NPN 管
     高邊開關用 PNP 管
三極體 b-e 必須有大於 C-E 飽和導通的電流
場效應管理論上柵-源有大於 漏-源導通條件的電壓就 就OK


假如原來用 NPN 三極體作 ECU 氧傳感器 加熱電源控制低邊開關
則直接用     N-Channel  場效應管代換    ;或看情況修改 下拉或上拉電阻
                            基極--柵極
                         集電極--漏極
                         發射極--源極

上面是在一個論壇上摘抄的,語言通俗,很實用,

用PMOSFET構成的電源自動切換開關

    在需要電池供電的可攜式設備中，有的電池充電是在系統充電，即充電時電池不用拔下來。另外為了節省功耗，需要在插入牆上適配器電源時，系統自動切換為適配器供電，斷開電池與負載的連接；如果拔掉適配器電源，系統自動切換為電池供電。本電路用一個PMOSFET構成這種自動切換開關。

    圖中的V_BATT表示電池電壓，VIN_AC表示適配器電壓。當插入適配器電源時，VIN_AC電壓高於電池電壓（否則適配器電源就不能對電池充電），Vgs>0,MOSFET截止，系統由適配器供電。拔去適配器電源，則柵極電壓為零，而與MOSFET封裝在一體的施特基二極體使源極電壓近似為電池電壓，導致Vgs小於Vgsth，MOSFET導通，從而系統由電池供電。

開關電路圖.

總結以上知識,在選MOSFET開關時,首先選MOS管的VDS電壓,和其VGS開啟電壓,再就是ID電流值是否滿足系統需要,然後再考慮封裝了,功耗了,價格了之類次要一些的因素了,以上是用P溝道MOS管做的例子,N溝道的其實也是基本上一樣用的..

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