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P溝道場(chǎng)效應(yīng)管特點(diǎn)及開關(guān)條件、應(yīng)用分析-KIA MOS管

信息來源:本站 日期:2019-04-12 

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P溝MOS晶體管 

金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)(MOS)晶體管可分為N溝道與P溝道兩大類,P溝道硅MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管在N型硅襯底上有兩個(gè)P+區(qū),叫源極和漏極,兩極之間不通導(dǎo),柵極上加有滿足的正電壓(源極接地)時(shí),柵極下的N型硅外表呈現(xiàn)P型反型層,成為連接源極和漏極的溝道。改變柵壓能夠改變溝道中的電子密度,從而改變溝道的電阻。這種MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管稱為P溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管。假如N型硅襯底外表不加?xùn)艍壕鸵汛嬖赑型反型層溝道,加上適當(dāng)?shù)钠珘?,可使溝道的電阻增大或減小。這樣的MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管稱為P溝道耗盡型場(chǎng)效應(yīng)晶體管。統(tǒng)稱為PMOS晶體管。 

P溝道MOS管的空穴遷移率低,因而在MOS管的幾許尺寸和工作電壓絕對(duì)值相等的狀況下,PMOS管的跨導(dǎo)小于N溝道MOS管。此外,P溝道MOS管閾值電壓的絕對(duì)值普通偏高,要求有較高的工作電壓。它的供電電源的電壓大小和極性,與雙極型晶體管——晶體管邏輯電路不兼容。這就給PMOS管的運(yùn)用領(lǐng)域有了必定的限制。


PMOS管因邏輯擺幅大,充電放電進(jìn)程長,加之器材跨導(dǎo)小,所以工作速度更低,在NMOS管電路呈現(xiàn)之后,大都已為NMOS電路所替代。僅僅,因PMOS管電路工藝簡略,價(jià)錢低廉,有些中范圍和小范圍數(shù)字控制電路仍采用PMOS管電路技能。PMOS管的特性,Vgs小于必定的值就會(huì)導(dǎo)通,適合用于源極接VCC時(shí)的狀況(高端驅(qū)動(dòng))。

當(dāng)然PMOS管能夠很便當(dāng)?shù)赜米鞲叨蓑?qū)動(dòng),但由于導(dǎo)通電阻大,交流種類少等緣由,在高端驅(qū)動(dòng)中,一般還是運(yùn)用NMOS管。正常工作時(shí),P溝道增強(qiáng)型MOS管的襯底必需與源極相連,而漏心極的電壓Vds應(yīng)為負(fù)值,以保證兩個(gè)P區(qū)與襯底之間的PN結(jié)均為反偏,一起為了在襯底頂外表左近構(gòu)成導(dǎo)電溝道,柵極對(duì)源極的電壓Vgs也應(yīng)為負(fù)。 


P-MOS開關(guān)條件

P-MOS管的導(dǎo)通調(diào)節(jié)是G極與S極中間的電壓差低于閾值時(shí),S極和D極導(dǎo)通。

在實(shí)際的使用中,將控制信號(hào)接到G極,S極接在VCC,從而達(dá)到控制P-MOS管的開和關(guān)的效果,在S極和D極導(dǎo)通后,導(dǎo)通電阻Rds(on)極小,一般是幾十毫歐級(jí),電流流通后,形成的壓降很小。


P-MOS的應(yīng)用

1.電源通斷控制

P-MOS管的通斷控制,其實(shí)就是控制其Vgs的電壓,從而達(dá)到控制電源的目的。


P溝道場(chǎng)效應(yīng)管

P溝道場(chǎng)效應(yīng)管


Key開關(guān)閉合前,P-MOS管輸出電壓0.0164V,閉合后,P-MOS管輸出電壓5V。

但在實(shí)際電路中,一般都用MCU的GPIO代替Key開關(guān)來控制,同時(shí)MCU高電平時(shí)3.3V,因此GPIO輸出控制信號(hào)時(shí)需要使用三極管,在這里三極管的選擇也有區(qū)別。

有時(shí)候我們想要一個(gè)GPIO控制幾個(gè)信號(hào)時(shí),這就考慮到電平匹配的問題。


2.高電平控制電源導(dǎo)通,用一個(gè)NPN三極管


P溝道場(chǎng)效應(yīng)管

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3.低電平控制電源導(dǎo)通,用一組PNP+NPN三極管

P溝道場(chǎng)效應(yīng)管

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