MOS管简单入门笔记(主讲NMOS,PMOS不常用)

结构

结构图如下,可知有NMOS、PMOS两种类型。

结构:G、D、S三个部分。

Gate栅极:控制级

Drain漏极:主电路电流入口。电源正极所在。

Source源极。:主电路电流出口。负载所在。

(NMOS)单片机控制G端,给高就导通主电路D、S两端,给低的就断路D、S两端

选型

封装

外形和尺寸,大概率封装大小和承流能力正相关

Vds:最大漏-源电压(漏极到源极)

D到S之间能承受的最大电压。需要比电路中的电源电压高,而且要够高,防止上电瞬间的尖峰电压(纯看电路心情)。(实际12V但选个30V)

Id:连续漏极电流

D到S能持续通过的最大电流。需要比负载的正常工作电流大,而且要够大。(实际2A选5A)

Rds(on):导通电阻

D、S完全导通时的电阻。越小越好,减少模块发热,保护模块。负载电流越大,Rds(on)就得越小。发热功率P = I² * Rds(on),电路供电一部分会发热降低供电效率。(越小越贵、体积也越大)

Vgs(th):栅极阈值电压

能让MOS管开始导通的最小G极电压。选型要确保单片机的控制引脚信号的电压远大于Vgs(th)。电压足够高才能让MOS管完全导通、让Rds(on)降到最低。(实际Vgs是2V,用5V信号控制)

Cgs:栅极电容

决定MOS开关的速度,花费时间和和Cgs大小正相关。G、S之间的寄生电容,天生的。

打开MOS管:给Cgs充电,直到电压超过Vgs(th),MOS管才被导通。

关闭MOS管:让Cgs放电。

电路设计

G极必须串联电阻

G极内部有电容,在开关瞬间相当于短路,会产生很大的冲击电流。串一个几十到几百欧姆的电阻(如100Ω)可以限制这个电流,保护你的单片机IO口和MOS管本身。

G极和S极之间要并联电阻(下拉电阻)

MOS管是电压控制器件,G极悬空时极易受外界电磁干扰而误导通。在G极和S极之间接一个10kΩ左右的下拉电阻,可以确保在控制信号消失时,G极被可靠地拉到低电平,让MOS管稳定关闭。

等效理解

DS之间的电阻R受GS之间的电压差影响。当Vgs≈0,Rds≈无穷;当Vgs>Vgsth,Rds=Rdson

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