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深度剖析MOS场效应管在消费类电子中的电路设计

当我们还是学生的时候,不论从做题还是原理分析上,通常会重点学习NPN和PNP三极管的特性:静态工作特性计算、动态信号分析等等。对于MOS管,老师一般都会草草带过,没有那么深入的分析和了解,一般都会

  当咱们仍是学生的时分,不管从做题仍是原理剖析上,一般会要点学习NPN和PNP三极管的特性:静态作业特性核算、动态信号剖析等等。关于MOS管,教师一般都会草草带过,没有那么深化的剖析和了解,一般都会说MOS管和三极管的不同便是一个是电压操控,一个是电流操控,一个Ri大,一个Ri小等等。除了这些显着的特性,下文就从作业实战的视点进行MOS场效应管的剖析。

  首要咱们来看下常常运用的增强型mos场效应管:N沟道和P沟道mos场效应管

  在消费类电子设计中因为对功耗要求比较严厉,一般运用N沟道和P沟道MOS场效应管来做电平的转化、锂电池的充电放电电路操控和电源的操控。现在用multisi blue14来模仿P沟道的电气特性:

  在信号源XFG1中选用1Hz的5Vpp的正弦波来驱动Pmos场效应管,而场效应管的vcc也选用5v直流电压,示波器XSC1中A通道显现驱动电压的波形,B通道显现源级的电压,仿真成果如下:

  从仿真成果中能够看出,只需栅极的电压超越0v,也便是此刻栅极的电压大于漏极的电压,场效应管到,示波器拾取的源级电压就为直流驱动电压,源级取得的信号特性正好与驱动栅极的电压特性相反。这也便是电机驱动电路中选用N沟道和P沟道mos场效应管的原因。

  深度剖析下该典型电路:当漏极电压升高,场效应管的夹断电压也会随之升高;当源级的电压改变特别是变小时,场效应管的源级电压会伴随着场效应管的翻开与封闭完成电压跟从。

  如下比如:栅极驱动电压为5v方波,源级为3v直流电源

      此刻源级的电压特性为:

  这便是电平改换的典型特性,在实践的电路中,常常因为漏源栅之间的电容、或许驱动马达引起的反向电动势影响到电子体系,一般会在栅极添加耗能电阻R和耗能电容C接地。

  N沟道增强型MOS场效应管的典型使用电路正好与P沟道增强型MOS场效应管相反,如下所示:

  在信号源XFG2中选用1Hz的5Vpp的正弦波来驱动Nmos场效应管,而场效应管的vcc也选用5v直流电压,示波器XSC2中A通道显现驱动电压的波形,B通道显现源级的电压,仿真成果如下:

  由此能够知道只需栅极电压大于0V(此刻的0v电压为源级电压)N沟道MOS场效应管是导通状况,漏极的电压会伴随着N沟道MOS管的翻开与封闭构成跟从漏极仍是源级电压。

  当选用5vpp的方波驱动栅极电压时,

      取得的仿真波形如下:

  从中能够看出取得的波形为0-5V的方波,这在电子开关中能够理解为当驱动电压为高电平时场效应管翻开。

  当用MOS场效应管做充电电池的操控电路时的典型电路如下:

  上图中,当USB接口连接上,整个体系选用USB供电,一起经过电压检测操控端来完成对锂电池的充电,而因为二极管的存在,使锂电池的电量不能返流到USB。当USB接口没有驱动电压时,锂电池经过二极管D1进行对体系的供电。

  好了,关于MOS场效应管在消费类电子产品中的使用就剖析到这儿。下一篇将会剖析MOS场效应管在信号处理中的典型使用。

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