MOS管是一种电压驱动元器件，在电路中可以充当开关、电压放大等作用。
- 什么是MOS管？
MOS管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应管）是一种电压控制的半导体开关或者放大器件，可以通过电压控制电路通断、放大信号等。
MOS管是由半导体+绝缘层+金属层组成。如下图N沟道的增强型MOS管是由P型半导体为衬底，N型半导体、绝缘层（一般为金属氧化物）、金属层组成。
MOS有三个控制一脚，分别是漏极D（Drain）、栅极G（Gate）、源极S（Source）。对于N沟道MOS，当Vgs达到工作电压时，MOS管便可以导通（电流从D流向S），因此可以通过控制栅极G的电压，从而控制MOS管通断。
- MOS管分类与引脚判断：
MOS管有N沟道增强型、N沟道耗尽型、P沟道增强型、P沟道耗尽型四种。区分方式如下：
增强型和耗尽型区别：
增强型MOS管是一开始没有形成电子隧道（MOS断开），当Vgs达到工作电压时形成电子隧道（从无到有），即MOS导通。
耗尽型MOS管是一开始便有电子隧道（MOS导通），当Vgs达到工作电压时电子隧道逐渐消失（从有到无），即MOS断开。
将增强型和耗尽型MOS当作水龙头，那么增强型MOS是水龙头从完全关闭到慢慢打开的过程。耗尽型MOS是水龙头从一开始完全打开到慢慢改变过程。
- MOS管基本参数：
- MOS管基本特性：
NMOS导通：Vgs > Vth，D极和S极之间导通；
PMOS导通:Vgs < Vth，D极和S极时间导通。
4.1 MOS管的寄生电容：
由上面的分析可知，MOS管栅极是金属+绝缘层+导电体组成，即为一个电容（寄生电容）。当MOS导通时便是此电容充满电吸引了衬底中的电子，从而形成电荷导通，让电流可以通过。
当开关断开时，电容需要缓慢释放电荷，在此过程中寄生电容相当于电源，会使得MOS管继续导通。若要减少寄生电容对电路的影响，需要让寄生电容快速释放电荷，即增加一个下拉电阻回路帮助寄生电容释放电荷。
如下图，没有加下拉电阻时，Vgs间会一直存在电压（没有释放回路），导致MOS管一直导通。
当增加下拉电阻后，断开开关时Vgs会迅速变成0，断开MOS管：
4.2 寄生二极管：
因为MOS管是PN半导体组成，所以其内部存在寄生二极管。
在如下图PMOS的电源电路中（两个电源给负载供电），寄生二极管可能会导致MOS管或者左侧电源损坏。当S1按下，S2断开是，三极管导通，Vg < VS，则MOS管导通，负载R3上有电流通过。
当S1闭合，S2断开时，Vg = Vs,MOS管断开，此时R3上不再有电流通过。
但是由于存在寄生二极管（P型MOS寄生二极管由D极指向S极），当S1、S2闭合时，VCC端电压会通过寄生二极管流向V1，若VCC电压较大，那么就此电流回路将给V1充电，导致PMOS损坏或者电源损坏。
可以将PMOG反向连接，此时寄生二极管反向，则不会有电流从VCC流向V1。但是，此时无法完全关闭PMOS，因为V3会通过寄生二极管影响后级电路。
可以再加一个反向的PMOS，两个寄生二极管相互抵消对面的影响。R5为上拉电路，给MOS的栅极G提供默认高电平，防止一开始S3未闭合时，PMOS就被导通。
- MOG常见作用：
5.1 NMOS控制负载工作电源：
当使用NMOS控制负载的工作电源时，这里的1k电阻可以看着负载。理想情况下，开关按下时，MOS处于导通状态，1k电阻处的电压为4.5V。但是，实际上，1K电阻处的电压不会等于4.5v。
原因：在一开始Vgs大于导通电压，MOS管导通，则电阻处的电压慢慢升高。当电阻处电压升高时，Vgs之间的电压慢慢减小，则MOS管不在处于饱和导通状态，而是放大状态。MOS管处于放大状态时，MOS本身也相当于阻值很高的电阻，所以1k电阻处的电压不可能等于4.5v。此时NMOS的功率会很高，可能会发热严重。
如果希望MOS管处于饱和导通状态，对上面电路有两种解决办法：
（1）加大栅极的电压，让Vgs远远大于保护导通电压。即使1k电阻处电压等于4.5V，但是Vg处的电压很大，则Vgs之间的电压还是大于饱和导通电压，则MOS管处于饱和导通状态。但是，这种方法需要栅极的电压很高，实际应用中存在局限性。
（2）自举电容：电压两端的相对电压不能突变，电压两端的电压可以突变。把左侧栅极电源当作一个电容，正极电压一定大于负极电压，当负极电压升高时，正极电压也被拉高，相当于自举电容的原理。
也可以这样理解：当MOS被导通时，在如下电路中，两个电源相当于串联，所以左侧电源的电压被拉高。
即使右侧电压升高，左侧也只需要5V即可让MOS管处于饱和导通状态：
5.2 PMOS开关电源：
PMOS管更适合做开关电源：PMOS一般是S极接电源，D极接地。当Vg<Vs时，MOS管导通。
开关未闭合时，由于R7电阻分压，G极电压等于S极电压，MOS管关闭：
开关闭合时，G极被下拉到GND，Vg<Vs，则MOS管导通：
5.3 PMOS防反接原理：
正常情况下，PMOS导通后，12V通过LDO电路后再给MCU供电。
但是如果没有PMOS，同时12V电源接反了以后，则-12V会流向MCU，再流入电源，形成电流回路，损坏MCU（一般MCU无法承受反向电压）。
但是PMOS由于存在寄生二极管（二极管无法反向导通），则反向电源无法形成回路，即不会损毁MCU。
5.4 MOS的D极和S极间电流可以双向导通：
由于MOS管导通时会产生电子沟道，所以电流可以从S极往D极流动，也可以从D极往S极流动。但是通常D极和S极材料是不同的，如果不按规格书上的方法使用，则MOS管效果可能会差一点。
在反向使用MOS管时，可以再加一个MOS管，抵消寄生二极管的影响：
这种结构通常在模拟芯片中有使用，因为模拟芯片中的电流可以双向导通。
5.5 MOS管的导通电流和Vgs之间关系：
MOS管也可以放大信号。
5.6 MOS的耐压：
Vgs之间的耐压值较小。S极和D极间电压通常比较大。通常MOS的耐压值是指S极和D极间的最大耐压值。
如果大于耐压值，MOS就会被损坏。
- 总结：
MOS是电路常用的开关和信号放大器件。相比较于三极管,MOS管的开关速度更快，效果更好。合理使用MOS管可以搭建各种开关电路。使用MOS管时需要注意寄生电容、寄生二极管和米勒平台的影响。