你要是想讀懂這篇文章,請先去了解MOS管的基礎(chǔ)知識,本文是在基礎(chǔ)之上做出的一部分擴展,可能有一點點深,請各位同學注意。本文帶你了解MOS管的開通/關(guān)斷原理,使用PMOS做上管、NMOS做下管都是比較方便,使用PMOS做下管、NMOS做上管的電路設(shè)計復(fù)雜,一般情況下意義不大,所以很少采用。下面先了解MOS管的開通/關(guān)斷原理,請看下圖:
PMOS和NMOS的開通/關(guān)斷原理主要基于半導(dǎo)體材料的特性。
NMOS管是壓控型器件,其柵極(G極)與源極(S極)之間的電壓VGS大于開啟電壓時,內(nèi)部溝道在場強的作用下導(dǎo)通。當VGS電壓小于開啟電壓時,內(nèi)部溝道截止。VGS電壓越高,內(nèi)部場強越大,導(dǎo)通程度越高,導(dǎo)通電阻Ron越小。需要注意的是,VGS電壓不能超過芯片允許的極限電壓。NMOS管一般作為低端驅(qū)動器件,源級S接地。所以,NMOS管的主回路電流方向為D→S,導(dǎo)通條件為VGS有一定的壓差,一般為5-10V(G電位比S電位高)。
PMOS管的使用原理與NMOS類似,只不過PMOS管的源級(S極)接電源VCC,S極電壓固定。只需G極電壓比S極低6V即可導(dǎo)通。使用PMOS管當上管時,D極接地,S極的電壓不固定(0V或VCC),無法確定控制極G極的電壓,使用較麻煩,需采用隔離電壓設(shè)計。所以,PMOS管的主回路電流方向是S→D,導(dǎo)通條件為VGS有一定的壓差,一般為-5-10V(S電位比G電位高)。
NMOS管
NMOS管也是壓控型器件,其柵極(G極)與源極(S極)之間的電壓VGS大于開啟電壓時,內(nèi)部溝道在場強的作用下導(dǎo)通。當VGS電壓小于開啟電壓時,內(nèi)部溝道截止。
當NMOS管的門極(G極)接收到一個高電平時,它相當于一個電阻,將電流引入通道中,從而產(chǎn)生電路通路。此時,內(nèi)部溝道在場強的作用下導(dǎo)通,電流可以從源級(S極)流向漏級(D極)。
相反,當門極(G極)接收到一個低電平時,NMOS管相當于一個斷開開關(guān),將內(nèi)部溝道關(guān)閉,從而中斷電路。此時,沒有電流可以從源級(S極)流向漏級(D極)。
PMOS管
PMOS管是一種通過電壓來控制電流的元件。其通斷原理與NMOS類似,但PMOS管的源級(S極)接電源正極,柵極(G極)電壓比源級(S極)低6V即可導(dǎo)通。
當PMOS管的門極(G極)接收到一個高電平時,它相當于一個電阻,將電流引入通道中,從而產(chǎn)生電路通路。此時,內(nèi)部溝道在場強的作用下導(dǎo)通,電流可以從源級(S極)流向漏級(D極)。
相反,當門極(G極)接收到一個低電平時,PMOS管相當于一個斷開開關(guān),將內(nèi)部溝道關(guān)閉,從而中斷電路。此時,沒有電流可以從源級(S極)流向漏級(D極)。
因此,PMOS開關(guān)電路通常被用于控制電路的電源。當輸入信號為高電平時,PMOS開關(guān)電路會打開,從而將電源電壓傳遞到電路中。當輸入信號為低電平時,PMOS開關(guān)電路會關(guān)閉,從而阻止電源電壓傳遞到電路中。
綜上所述,是NMOS的話,就S極接地。PMOS就S極接電源。都是給S極一個固定的電位。
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