MOS管如何控制電源的開(kāi)關(guān)？

摘要：前兩天同學(xué)做了一個(gè)電路，功能就是用MOS管來(lái)控制一個(gè)電源的開(kāi)關(guān),但是做出來(lái)后發(fā)現(xiàn)不能用控制MOS管的開(kāi)關(guān)，MOS管一直處于導(dǎo)通狀態(tài)。一起來(lái)看看到底是什么原因？

MOS管如何控制電源的開(kāi)關(guān)？

說(shuō)到開(kāi)關(guān)，我們腦海中首先浮現(xiàn)的就是各式各樣的機(jī)械開(kāi)關(guān)，常見(jiàn)的有自鎖開(kāi)關(guān)、撥碼開(kāi)關(guān)、船型開(kāi)關(guān)等等。在電子電路中常用的還有各類半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，例如三極管開(kāi)關(guān)、使用三極管級(jí)聯(lián)的達(dá)林頓管開(kāi)關(guān)、MOS管開(kāi)關(guān)、晶閘管開(kāi)關(guān)等等。普通機(jī)械開(kāi)關(guān)與半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)最大的差異就在于開(kāi)關(guān)速度上的優(yōu)劣。機(jī)械開(kāi)關(guān)通常是由人手動(dòng)操作，其動(dòng)作時(shí)間一般是幾十毫秒到幾百毫秒之間。而半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)頻率可以達(dá)到幾兆赫茲。

功率MOS管作為常用的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，其驅(qū)動(dòng)方式有什么特點(diǎn)呢？首先，我們認(rèn)為MOS管是電壓控制型器件，其正常工作時(shí)是不需要電流的(開(kāi)或關(guān)的穩(wěn)態(tài)條件下)，只要有維持電壓，MOS管即可保持開(kāi)啟或關(guān)閉狀態(tài)?？刂齐妷菏亲饔迷贕極和S極的。先在多數(shù)MOS管開(kāi)啟的閾值電壓都比較低，拿常用的AO3400來(lái)講，其開(kāi)啟閾值電壓只需2.5V。當(dāng)然更高的GS電壓可以降低MOS管自身的導(dǎo)通損耗。但是特別注意GS極電壓的極限值。GS之間的電壓有限制值，超過(guò)規(guī)定值將會(huì)導(dǎo)致MOS管的GS擊穿損壞。

所以說(shuō)只要GS之間的電壓達(dá)到MOS管的開(kāi)啟電壓，那么MOS管的DS之間就會(huì)導(dǎo)通。所以她的電路圖是這樣設(shè)計(jì)的：

我一看確實(shí)沒(méi)有毛病啊。默認(rèn)狀態(tài)下Q1是導(dǎo)通的G極相當(dāng)于接地，VGS=-5V，mos管處于導(dǎo)通狀態(tài)，VOUT=5V啊，當(dāng)控制信號(hào)為低電平時(shí)，Q1截止VGS=0V，MOS管不導(dǎo)通VOUT=0V。

但是現(xiàn)在的情況是當(dāng)控制信號(hào)不管是低電平還是高電平，Vout都有電壓。這是什么情況？難道原理圖畫(huà)錯(cuò)了？

其實(shí)到這里我就知道是什么原因了。于是我讓她好好檢查PCB看是不是有個(gè)地方畫(huà)錯(cuò)了，她檢查了半天說(shuō)原理圖和PCB都沒(méi)有畫(huà)錯(cuò)，于是推斷自己買到了假貨，這個(gè)MOS管肯定是壞的。我沒(méi)有解釋，于是讓她仿真一下。

開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后輸出電壓是5V

開(kāi)關(guān)閉合，輸出電壓為0V

電路仿真確實(shí)沒(méi)有問(wèn)題啊，于是讓她講一下這個(gè)電路原理，然后她仔仔細(xì)細(xì)的講解了一下這個(gè)電路的導(dǎo)通過(guò)程，還畫(huà)了一張動(dòng)圖。

好了，關(guān)于電路的通斷過(guò)程她也是十分的清楚，電流的走向在上面的動(dòng)圖都十分清楚的闡明了。還說(shuō)她為了搞清楚這個(gè)問(wèn)題在網(wǎng)上買的正版軟件，專門來(lái)仿真這個(gè)電路圖。

我一看竟然畫(huà)了這么多錢，決定告訴她這個(gè)電路你可能在什么地方出錯(cuò)了。于是讓她在multisim軟件中把MOS管水平翻轉(zhuǎn)180度再仿真一遍，看看會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象。

這是開(kāi)關(guān)沒(méi)有閉合時(shí)，輸出電壓5V

當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合式，輸出電壓還是4.7V

開(kāi)關(guān)沒(méi)有閉合時(shí)，輸出電壓5V，當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合式，輸出電壓是4.7V，跟她遇到的問(wèn)題一模一樣，所以告訴她的PCB中MOS的封裝畫(huà)錯(cuò)了。

她說(shuō)是自己在網(wǎng)上找的封裝，果然又是畫(huà)封裝畫(huà)錯(cuò)了。初學(xué)者確實(shí)很容易把這個(gè)MOS管的三個(gè)極畫(huà)錯(cuò)。

這是N-MOS管的封裝和實(shí)物圖

N-MOS

這是P-MOS管的封裝和實(shí)物圖

P-MOS

千萬(wàn)不要搞混淆了，當(dāng)然如果大家在話原理圖和PCB的時(shí)候，一定要注意你的原理圖和封裝是不是一一對(duì)應(yīng)的，一般主要是封裝的尺寸和封裝的類型，比如SOT-23和SOT-223、SOT-323它們的封裝是有差別的，在看數(shù)據(jù)手冊(cè)時(shí)一定要注意。

審核編輯：湯梓紅