mos管導通壓降多大?

2020-11-26 電子發燒友

mos管導通壓降多大？

發表於 2017-11-26 08:34:37

　　mos管是金屬（metal）—氧化物（oxide）—半導體（semiconductor）場效應電晶體，或者稱是金屬—絕緣體（insulator）—半導體。MOS管的source和drain是可以對調的，他們都是在P型backgate中形成的N型區。在多數情況下，這個兩個區是一樣的，即使兩端對調也不會影響器件的性能。這樣的器件被認為是對稱的。

　　

　　和電晶體不一樣，MOS管的參數中沒有直接給出管壓降，而是給出導通電阻Rds（on），SI2301的導通電阻在Dd=3.6A時是85mΩ，在Id=2A時是115mΩ，這樣可算出它的管壓降在3.6A和2A時分別為0.306V和0.23V。

　　我昨天有幸拜讀了xueflyer寫的MOS管的那點事兒（點這裡），這篇教程製作得非常好，讓人一目了然，加深了對MOS管的理解。但該教程中關於MOS管的導通電壓方面還講得不夠清楚，教程中講到用於信號控制的MOS管的導通電壓為5v左右，只要導通就行，不需要完全導通時沒講清楚。相信不少新手都還會有疑問，為什麼這裡導通電壓Vgs只要5v左右，為什麼不需要完全導通？在這裡我借花獻佛，根據MOS管資料來為大家圖文解析一下，先看一個用於信號控制的小功率N溝道MOS管2N7000，如下圖

　

　　大家看到了吧，Rds（on）是MOS管導通時，D極和S極之間的內生電阻，它的存在會產生壓降，所以越小越好。D極與S極間電流Id最大時完全導通。在圖中可以看到Vgs=10v完全導通，電阻Rds=5歐左右，電流Id=500mA（最大，完全導通），產生壓降Vds=2.5v。而Vgs=4.5v時，Id=75mA（不是最大，沒完全導通），Rds=5.3歐左右，雖然沒完全導通，但產生的壓降Vds=0.4v最小，比Vgs=10v產生的壓降小得多。對於信號控制（控制DS極導通接地實現高低平）來說只要電壓，不需要電流（為什麼？這裡是信號和電源的區別，基礎很重要，這裡不做解釋，不懂的請先惡補一下基礎），所以只要求MOS管導通時產生的壓降越小越好，可以使D極的電壓直接被拉為接近0v，因此首選Vgs=4.5v左右，而不選10v。有些用於信號控制的MOS管如2N7002K，Vgs為10V和4.5V時產生的壓降差不多，可以根據情況選擇10v或者4.5v左右的導通電壓。因此對信號控制來說，原則上是選擇導通時產生的壓降越小越好。

　　那麼對於使用在電源控制方面，既需要電壓也需要電流的大功率MOS管來說，就需要完全導通，那麼導通電壓是多少呢？我們再來看一個大功率N溝道MOS管AO1428A，如下圖

　

　　從圖中可以看出Vgs為10v和4.5v時，Id為12.4A，都達到最大，都可完全導通。但10v比4.5v的導通電阻小，產生壓降小（大約差0.7v），並且10v的開關速度快，損失的能量少，開關效率高，所以首選10v。

　　至於P溝道MOS管，跟N溝道的差不多，這時不做解析了，它用在信號控制方面的很少，主要是用在電源控制如AO4425，G極電壓必須低於S極10V以上，也就是Vgs《-10v，才能完全導通（Rds= 9 mΩ左右）。如下圖

　　

　　總結：信號控制使用的MOS管，只要電壓，不需要電流，要求導通時產生的壓降Vds最小，首選Vgs=4.5v左右，對信號控制來說，原則上是選擇導通時產生的壓降越小越好。電源控制使用的MOS管，既要電壓也要電流，要求完全導通，要求Id最大，產生的壓降Vds最小，首選Vgs=10v左右。

　　如何把Mos管導通時電壓降控制在最小

　　在用FDS6890A型號N-mos，用作開關，漏極加10伏電壓，柵極加0到5伏方波控制導通閉合，但是測量源極電壓時候只有0到8伏的方波輸出。

　　怎麼提高Mos管效率，或者是用一些高級點的電路？

　　首先要了解MOS管的工作原理。MOS管與一般晶體三極體是不同的。它是電壓控制元件，它是柵極電壓控制的是S-D極間的體電阻。在柵極施加不同的電壓，源-漏極之間就會有電阻的變化，這就是MOS管的工作原理。柵極電壓對應在器件S-D極的電阻變化曲線可以查器件手冊。根據MOS管的這個特性，既可以選擇將MOS管作放大器工作，也可以選擇作為開關工作。

　　根據以上原理分析，在你的問題中，如果要使MOS管作在開關狀態，就要對柵極施加足夠的電壓，它才能充分起到開關作用。你在柵極施加的電壓只有5V（對於單管而言我認為柵極電壓低了，一般應該在12V左右比較好），這個電壓下MOS管的夾斷電阻依然比較大，所以輸出只有8V。

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