MOS管

MOS管的英文全稱(chēng)叫MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)，即金屬氧化物半導(dǎo)體型場(chǎng)效應(yīng)管，屬于場(chǎng)效應(yīng)晶體管中的絕緣柵型。MOS管是場(chǎng)效應(yīng)管的一種。在一般電子電路中，MOS管通常被用于放大電路或開(kāi)關(guān)電路。
MOS管分耗盡型和增強(qiáng)型的，區(qū)別在于耗盡型是常閉，加電壓時(shí)截止，而增強(qiáng)型是常開(kāi)，加電壓時(shí)導(dǎo)通。
日常我們看到的NMOS、PMOS多為增強(qiáng)型MOS管；其中，PMOS可以很方便地用作高端驅(qū)動(dòng)。不過(guò)PMOS由于存在導(dǎo)通電阻大、價(jià)格貴、替換種類(lèi)少等問(wèn)題，在高端驅(qū)動(dòng)中，通常還是使用NMOS替代，這也是市面上無(wú)論是應(yīng)用還是產(chǎn)品種類(lèi)，增強(qiáng)型NMOS管最為常見(jiàn)的重要原因，尤其在開(kāi)關(guān)電源和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用中，一般都用NMOS管。（不用耗盡型是因?yàn)楫?dāng)設(shè)備開(kāi)機(jī)時(shí)可能會(huì)誤觸發(fā)MOS管，導(dǎo)致整機(jī)失效；不易被控制，使得其應(yīng)用極少。）
MOS管為壓控元件,你只要加到它的壓控元件所需電壓就能使它導(dǎo)通,它的導(dǎo)通就像三極管在飽和狀態(tài)一樣,導(dǎo)通結(jié)的壓降最小.這就是常說(shuō)的精典是開(kāi)關(guān)作用.去掉這個(gè)控制電壓經(jīng)就截止。
場(chǎng)效應(yīng)管柵極G、漏級(jí)D、源級(jí)S對(duì)應(yīng)三極管基極B，集電極C，發(fā)射極E；

MOS管的判定

三個(gè)管腳：
G極(gate)—柵極，不用說(shuō)比較好認(rèn)
S極(source)—源極，不論是P溝道還是N溝道，兩根線(xiàn)相交的就是
D極(drain)—漏極，不論是P溝道還是N溝道，是單獨(dú)引線(xiàn)的那邊

N溝道與P溝道：
箭頭指向G極的是N溝道
箭頭背向G極的是P溝道

寄生二極管方向：
不論N溝道還是P溝道MOS管，中間襯底箭頭方向和寄生二極管的箭頭方向總是一致的：要么都由S指向D，要么都有D指向S

工作原理

以N溝道增強(qiáng)型MOS管為例
1、如下圖所示：將兩端N型半導(dǎo)體通過(guò)金屬引出，在接上電流，可以發(fā)現(xiàn)整個(gè)回路不導(dǎo)通，因?yàn)樵诨芈分杏袃蓚€(gè)反向相反的PN結(jié)。

2、為了讓其導(dǎo)通，在P型半導(dǎo)體區(qū)加上一層很薄的二氧化硅絕緣層，在絕緣層上再加一片金屬板形成柵極，如下圖所示：

3、把柵極也接上電，這樣?xùn)艠O就有電場(chǎng)，就能把P區(qū)的電子吸引過(guò)來(lái)，把空穴排斥走，電壓越大，吸引過(guò)來(lái)的電子數(shù)量就越多。
4、如下圖所示，當(dāng)自由電子吸引的足夠多時(shí)，柵源極之間的電壓U_GS達(dá)到了開(kāi)啟電壓U_GS（th），就形成了N溝道，所謂N溝道就是由電子形成的溝道，這樣就實(shí)現(xiàn)在柵極施加電壓之后，MOS就導(dǎo)通的原理。沒(méi)有電壓，MOS管就截止了。

MOS管的三種工作狀態(tài)

1、當(dāng)V_GS<V_GS（TH）時(shí)，MOS管處于截止?fàn)顟B(tài)；
2、當(dāng)V_GS>V_GS（TH）、V_DS<V_GS-V_GS（TH）時(shí)，MOS管導(dǎo)通，且處在線(xiàn)性區(qū)，此時(shí)可以等效為線(xiàn)性電阻。
3、當(dāng)V_GS>V_GS（TH）、V_DS>V_GS-V_GS（TH）時(shí)，MOS管導(dǎo)通，且處在飽和區(qū)，此時(shí)可以等效為電壓控制的電流源。
只要MOS管導(dǎo)通，且V_GS>V_DS，則MOS管一定處在飽和區(qū)。

MOSFET主要參數(shù)

關(guān)斷電壓V_P 、極限參數(shù)、最大漏級(jí)電流I_dm 、最大功耗P_dm 。

MOS管主要參數(shù)：
1、開(kāi)啟電壓V_GS（TH）（增強(qiáng)型MOS管的參數(shù)）
開(kāi)啟電壓（又稱(chēng)閾值電壓）：使得源極S和漏極D之間開(kāi)始形成導(dǎo)電溝道所需的柵極電壓；
標(biāo)準(zhǔn)的N溝道MOS管，V_GS（TH）約為3～6V；
通過(guò)工藝上的改進(jìn)，可以使MOS管的V_GS（TH）值降到2～3V。

2、夾斷電壓V_GS（off）（是結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管和耗盡型MOS管的參數(shù)）
與V_GS（TH）相類(lèi)似，V_GS（off）是在U_DS為常量情況下i_D為規(guī)定的微小電流（如5μA）時(shí)的U_GS。

3、最大漏極電流I_DM:
I_DM是管子正常工作時(shí)漏極電流的上限值。

4、擊穿電壓:
管子進(jìn)入恒流區(qū)后,使i_DS驟然增大的U_DS稱(chēng)為漏-源擊穿電壓U_(BR)DS,U_DS超過(guò)此值會(huì)使管子損壞。
對(duì)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管,使柵極與溝道間PN結(jié)反向擊穿的U_GS為柵-源擊穿電壓U_(BR)GS;
對(duì)絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管,使絕緣層擊穿的U_GS為柵-源擊穿電壓U_(BR)GS。

5、最大耗散功率P_DM:
P_DM決定于管子允許的溫升。P_DM確定后,便可在管子的輸出特性上畫(huà)出臨界最大功耗線(xiàn);再根據(jù)I_DM和U_(BR)DS,便可得到管子的安全工作區(qū)。
對(duì)于MOS管,柵一襯之間的電容容量很小，只要有少量的感應(yīng)電荷就可產(chǎn)生很高的電壓。而由于R_GS(DC)很大,感應(yīng)電荷難于釋放,以至于感應(yīng)電荷所產(chǎn)生的高壓會(huì)使很薄的絕緣層擊穿，造成管子的損壞。因此,無(wú)論是在存放還是在工作電路中,都應(yīng)為柵-源之間提供直流通路,避免柵極懸空;同時(shí)在焊接時(shí),要將電烙鐵良好接地。

6、直流輸入電阻R_GS
即在柵源極之間加的電壓與柵極電流之比
這一特性有時(shí)以流過(guò)柵極的柵流表示
MOS管的R_GS可以很容易地超過(guò)10^10Ω。

7、低頻跨導(dǎo)gm
在V_DS為某一固定數(shù)值的條件下 ，漏極電流的微變量和引起這個(gè)變化的柵源電壓微變量之比稱(chēng)為跨導(dǎo)
gm反映了柵源電壓對(duì)漏極電流的控制能力
是表征MOS管放大能力的一個(gè)重要參數(shù)
一般在十分之幾至幾mA/V的范圍內(nèi)

8、導(dǎo)通電阻R_ON
導(dǎo)通電阻R_ON說(shuō)明了V_DS對(duì)I_D的影響 ，是漏極特性某一點(diǎn)切線(xiàn)的斜率的倒數(shù)
在飽和區(qū)，I_D幾乎不隨V_DS改變，R_ON的數(shù)值很大 ，一般在幾十千歐到幾百千歐之間
由于在數(shù)字電路中 ，MOS管導(dǎo)通時(shí)經(jīng)常工作在V_DS=0的狀態(tài)下，所以這時(shí)的導(dǎo)通電阻R_ON可用原點(diǎn)的R_ON來(lái)近似
對(duì)一般的MOS管而言，R_ON的數(shù)值在幾百歐以?xún)?nèi)

9、極間電容
三個(gè)電極之間都存在著極間電容：柵源電容C_GS 、柵漏電容C_GD和漏源電容C_DS
C_GS和C_GD約為1～3pF
C_DS約在0.1～1pF之間

10、低頻噪聲系數(shù)NF
噪聲是由管子內(nèi)部載流子運(yùn)動(dòng)的不規(guī)則性所引起的
由于它的存在，就使一個(gè)放大器即便在沒(méi)有信號(hào)輸人時(shí)，在輸　　　出端也出現(xiàn)不規(guī)則的電壓或電流變化
噪聲性能的大小通常用噪聲系數(shù)NF來(lái)表示，它的單位為分貝（dB）
這個(gè)數(shù)值越小，代表管子所產(chǎn)生的噪聲越小
低頻噪聲系數(shù)是在低頻范圍內(nèi)測(cè)出的噪聲系數(shù)
場(chǎng)效應(yīng)管的噪聲系數(shù)約為幾個(gè)分貝，它比雙極性三極管的要小

MOS的特點(diǎn)

兩個(gè)特性：
（1） 因?yàn)橛薪^緣層，所以MOS管柵極輸入電阻很大，可以達(dá)到上億歐姆，所以說(shuō)它的輸入幾乎不取電流
（2）柵極容易被靜電擊穿，因?yàn)檩斎腚娮璐?#xff0c;感應(yīng)電荷很難釋放，產(chǎn)生的感應(yīng)電荷容易把很薄的柵層擊穿。然后形成柵極與源極之間的電流

MOS管的作用

開(kāi)關(guān)作用：

一般認(rèn)為MOSFET（MOS管）是電壓驅(qū)動(dòng)的，不需要驅(qū)動(dòng)電流。然而，在MOS管的G極和S極之間有結(jié)電容存在，這個(gè)電容會(huì)讓驅(qū)動(dòng)MOS變的不那么簡(jiǎn)單。
下圖的3個(gè)電容為MOS管的結(jié)電容，電感為電路走線(xiàn)的寄生電感：

1、設(shè)計(jì)需要注意的地方：

如果不考慮紋波、EMI和沖擊電流等要求的話(huà)，MOS管開(kāi)關(guān)速度越快越好。 因?yàn)殚_(kāi)關(guān)時(shí)間越短，開(kāi)關(guān)損耗越小，而在開(kāi)關(guān)電源中開(kāi)關(guān)損耗占總損耗的很大一部分，因此MOS管驅(qū)動(dòng)電路的好壞直接決定了電源的效率。

怎么做到MOS管的快速開(kāi)啟和關(guān)閉呢？對(duì)于一個(gè)MOS管，如果把GS之間的電壓從0拉到管子的開(kāi)啟電壓所用的時(shí)間越短，那么MOS管開(kāi)啟的速度就會(huì)越快。與此類(lèi)似，如果把MOS管的GS電壓從開(kāi)啟電壓降到0V的時(shí)間越短，那么MOS管關(guān)斷的速度也就越快。由此我們可以知道，如果想在更短的時(shí)間內(nèi)把GS電壓拉高或者拉低，就要給MOS管柵極更大的瞬間驅(qū)動(dòng)電流。常用的PWM芯片輸出直接驅(qū)動(dòng)MOS或者用三極管放大后再驅(qū)動(dòng)MOS的方法，其實(shí)在瞬間驅(qū)動(dòng)電流這塊是有很大缺陷的。比較好的方法是使用專(zhuān)用的MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片如TC4420來(lái)驅(qū)動(dòng)MOS管，這類(lèi)的芯片一般有很大的瞬間輸出電流，而且還兼容TTL電平輸入，MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下：

因?yàn)轵?qū)動(dòng)線(xiàn)路走線(xiàn)會(huì)有寄生電感，而寄生電感和MOS管的結(jié)電容會(huì)組成一個(gè)LC振蕩電路，如果直接把驅(qū)動(dòng)芯片的輸出端接到MOS管柵極的話(huà)，在PWM波的上升下降沿會(huì)產(chǎn)生很大的震蕩，導(dǎo)致MOS管急劇發(fā)熱甚至爆炸，一般的解決方法是在柵極串聯(lián)10歐左右的電阻（具體可以參考電阻作用章節(jié)），降低LC振蕩電路的Q值，使震蕩迅速衰減掉。

因?yàn)镸OS管柵極高輸入阻抗的特性，一點(diǎn)點(diǎn)靜電或者干擾都可能導(dǎo)致MOS管誤導(dǎo)通，所以建議在MOS管G極和S極之間并聯(lián)一個(gè)10K的電阻以降低輸入阻抗。

如果擔(dān)心附近功率線(xiàn)路上的干擾耦合過(guò)來(lái)產(chǎn)生瞬間高壓擊穿MOS管的話(huà)，可以在GS之間再并聯(lián)一個(gè)18V左右的TVS瞬態(tài)抑制二極管。TVS可以認(rèn)為是一個(gè)反應(yīng)速度很快的穩(wěn)壓管，其瞬間可以承受的功率高達(dá)幾百至上千瓦，可以用來(lái)吸收瞬間的干擾脈沖。

綜上，MOS管驅(qū)動(dòng)電路參考：

2、布線(xiàn)設(shè)計(jì)

MOS管驅(qū)動(dòng)線(xiàn)路的環(huán)路面積要盡可能小，否則可能會(huì)引入外來(lái)的電磁干擾。

驅(qū)動(dòng)芯片的旁路電容要盡量靠近驅(qū)動(dòng)芯片的VCC和GND引腳，否則走線(xiàn)的電感會(huì)很大程度上影響芯片的瞬間輸出電流。

3、開(kāi)關(guān)時(shí)MOS管驅(qū)動(dòng)波形

常見(jiàn)的故障波形：

如果出現(xiàn)了這樣圓不溜秋的波形就等著核爆吧。有很大一部分時(shí)間管子都工作在線(xiàn)性區(qū)，損耗極其巨大。
一般這種情況是布線(xiàn)太長(zhǎng)電感太大，柵極電阻都救不了你，只能重新畫(huà)板子。

高頻振鈴嚴(yán)重的毀容方波：

在上升下降沿震蕩嚴(yán)重，這種情況管子一般瞬間死掉，跟上一個(gè)情況差不多，進(jìn)線(xiàn)性區(qū)。
原因也類(lèi)似，主要是布線(xiàn)的問(wèn)題。又胖又圓的肥豬波。
上升下降沿極其緩慢，這是因?yàn)樽杩共黄ヅ鋵?dǎo)致的。
芯片驅(qū)動(dòng)能力太差或者柵極電阻太大。
果斷換大電流的驅(qū)動(dòng)芯片，柵極電阻往小調(diào)調(diào)就OK了。
打腫臉充正弦的生于方波他們家的三角波：

驅(qū)動(dòng)電路阻抗超大發(fā)了，此乃管子必殺波，解決方法同上。
大眾臉型，人見(jiàn)人愛(ài)的方波：

高低電平分明，電平這時(shí)候可以叫電平了，因?yàn)樗健＿呇囟盖?#xff0c;開(kāi)關(guān)速度快，損耗很小，略有震蕩，可以接受，管子進(jìn)不了線(xiàn)性區(qū)，強(qiáng)迫癥的話(huà)可以適當(dāng)調(diào)大柵極電阻。

方方正正的帥哥波，無(wú)振鈴無(wú)尖峰無(wú)線(xiàn)性損耗的三無(wú)產(chǎn)品，這就是最完美的波形了。

放大作用：

MOS管通過(guò)柵源之間的電壓V_GS來(lái)控制漏極電流i_D，因此，它和晶體管一樣可以實(shí)現(xiàn)對(duì)能量的控制，構(gòu)成放大電路。由于柵源之間的電阻可達(dá)10⁷~10¹²Ω，所以常作為高輸入阻抗放大電路。
下面以N溝道增強(qiáng)型MOS管的共源放大電路為例進(jìn)行分析：

這個(gè)一個(gè)分壓式偏置電路

分析：
可以通過(guò)公式運(yùn)算求得靜態(tài)工作點(diǎn)和放大倍速A_u
1、靜態(tài)時(shí)，由于柵極電流為0，所以電阻R3上的電流為0，所以柵極電壓和源極電壓分別為
U_GQ=[R₆/(R₅+R₆)]·V_DD
U_SQ=I_DQ·R_S
得到柵源電壓為
U_GS=U_GQ-U_SQ=[R₆/(R₅+R₆)]·V_DD-I_DQ·R_S
聯(lián)立公式
I_DQ=I_DO(U_GS/U_GS(th)-1)²（I_DO是u_GS=2U_GS（th）時(shí)的i_D)
可以得到U_GS、I_DQ
再利用公式
U_DSQ=V_DD-I_DQ(R_D+R_S)
可以算得U_DSQ（至此算得此電路的靜態(tài)工作狀態(tài)）

2、對(duì)于放大倍速與輸入電阻、輸出電阻則要放到交流等效模型中進(jìn)行計(jì)算
可以參考下圖基本共源放大電路簡(jiǎn)化的交流等效電流


在小信號(hào)的作用下可以近似為

得到
A_U=U_O/U_I=-g_mR_D
R_I=∞
R_O=R_D

思考：相比于三極管的分壓偏置電路，MOS管的分壓偏置電路多了一個(gè)電阻Rg3，為什么要增加這個(gè)電阻呢？
在畫(huà)交流等效模型求解輸入電阻的時(shí)候，如果沒(méi)有電阻Rg3，那么這個(gè)電路的輸入電阻是Rg1與Rg2的并聯(lián)，如果增加Rg3的話(huà)，那么輸入電阻就變成了（Rg1//Rg2）+Rg3，這樣輸入電阻的阻值就會(huì)變大，因此我們?cè)谠O(shè)置Rg3的大小時(shí)，應(yīng)該選的大一些（一般幾兆Ω就OK），但是不要太大，電阻阻值取得太大產(chǎn)生的噪聲就會(huì)很大，甚至淹沒(méi)輸入信號(hào)。

MOS管的應(yīng)用

MOS管的電平轉(zhuǎn)換電路

分四種情況：
1、當(dāng)SDA1輸出高電平時(shí)：MOS管Q1的Vgs = 0，MOS管關(guān)閉，SDA2被電阻R3上拉到5V。
2、當(dāng)SDA1輸出低電平時(shí)：MOS管Q1的Vgs = 3.3V，大于導(dǎo)通電壓，MOS管導(dǎo)通，SDA2通過(guò)MOS管被拉到低電平。
3、當(dāng)SDA2輸出高電平時(shí)：MOS管Q1的Vgs不變，MOS維持關(guān)閉狀態(tài)，SDA1被電阻R2上拉到3.3V。
4、當(dāng)SDA2輸出低電平時(shí)：MOS管不導(dǎo)通，**但是它有體二極管！**MOS管里的體二極管把SDA1拉低到低電平，此時(shí)Vgs約等于3.3V，MOS管導(dǎo)通，進(jìn)一步拉低了SDA1的電壓。

注：低電平指等于或接近0V。高電平指等于或接近電源電壓。所以3.3V電壓域的器件，其高電平為等于或接近3.3V；5V電壓域的器件，其高電平為等于或接近5V。

電機(jī)驅(qū)動(dòng)H橋電路

H橋電路如果去掉上下電源與底線(xiàn)，電路結(jié)構(gòu)與英文字母“H”相似。在電路兩邊上下各自放置了四個(gè)由功率晶體管組成的“電子開(kāi)關(guān)”，負(fù)載（通常是功率器件：比如電機(jī)）橫亙?cè)谧笥译娮娱_(kāi)關(guān)中間。左右兩個(gè)組開(kāi)關(guān)被稱(chēng)為兩個(gè)半橋。

功率電子開(kāi)關(guān)（Q1,Q2,Q3,Q4）通常使用雙極性功率三極管，或者場(chǎng)效應(yīng)（FET）晶體管。特殊高壓場(chǎng)合使用絕緣柵雙極性晶體管（IGBT）。四個(gè)并聯(lián)的二極管（D1，D2，D3，D4）通常被稱(chēng)為鉗位二極管（Catch Diode），通常使用肖特基二極管。很多功率MOS管內(nèi)部也都集成有內(nèi)部反向?qū)ǘO管。H-橋電路上下分別連接電源正負(fù)極。
四個(gè)功率開(kāi)關(guān)可以通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路被控制打開(kāi)（Open）或者閉合（Close）。本質(zhì)上四個(gè)功率管的開(kāi)關(guān)狀態(tài)組合應(yīng)該有2⁴ = 16種，但只有其中幾種不同的組合才能夠真正安全用于負(fù)載供電控制。

橋電路可以控制很多負(fù)載，但通常情況下會(huì)使用脈寬調(diào)制（PWM）驅(qū)動(dòng)波形來(lái)為直流電機(jī)、雙極性步進(jìn)電機(jī)等進(jìn)行高效控制。

工作模式：
下面顯示了組成橋電路四個(gè)功率開(kāi)關(guān)的不同開(kāi)關(guān)狀態(tài)組合為負(fù)載所提供的不同驅(qū)動(dòng)電源方式。
比如下圖中： 左上右下（Q1,Q4）晶體管閉合，右上左下（Q3，Q4）晶體管斷開(kāi)，負(fù)載上施加有左正右負(fù)的電源電壓（忽略了晶體管的導(dǎo)通電壓）。電機(jī)正轉(zhuǎn)。

??下圖是相反的情況，通過(guò)Q3、Q2的導(dǎo)通，Q1、Q4的斷開(kāi)，電機(jī)負(fù)載上施加了相反機(jī)型的電源電壓。電機(jī)反轉(zhuǎn)。

也有一些組合模式，是不向電機(jī)供電。比如當(dāng)四個(gè)晶體開(kāi)關(guān)都斷開(kāi)，此時(shí)電機(jī)負(fù)載相當(dāng)于兩端懸空。如果電機(jī)此時(shí)在運(yùn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)子的動(dòng)能就會(huì)在摩擦力的作用下逐步消耗，電機(jī)慢慢停止。

下圖所示的兩種情況：H橋電路的上半部（或者下半部）的兩個(gè)晶體管閉合，對(duì)應(yīng)的另外兩個(gè)晶體管斷開(kāi)。此時(shí)電機(jī)兩端被橋電路實(shí)際上是短接在一起。電機(jī)兩端電壓為0。如果此時(shí)電機(jī)在運(yùn)動(dòng)，那么它轉(zhuǎn)子的動(dòng)能會(huì)通過(guò)所產(chǎn)生的反向電動(dòng)勢(shì)（EMF）在外部短路橋電路回路中形成制動(dòng)電流，電機(jī)會(huì)快速制動(dòng)。

??也有一些組合是需要堅(jiān)決避免的。比如下圖所示的，當(dāng)H-橋電路一邊的上下兩個(gè)晶體管同時(shí)導(dǎo)通（同時(shí)斷開(kāi)是允許的)，電源就會(huì)通過(guò)這兩個(gè)晶體管形成短路回路。所產(chǎn)生巨大的短路電流通常會(huì)毫不客氣的將這兩個(gè)晶體管給燒毀。

同邊橋臂短路情況有時(shí)是控制信號(hào)不好（沒(méi)有給足死區(qū)時(shí)間），有時(shí)是功率器件不夠堅(jiān)強(qiáng)（耐壓不夠被擊穿）。但由于關(guān)系到H橋電路的生死，所以需要精細(xì)避免。

MOS管的測(cè)量

現(xiàn)在由于生產(chǎn)工藝的進(jìn)步，出廠(chǎng)的篩選、檢測(cè)都很?chē)?yán)格，我們一般判斷只要判斷MOS管不漏電、不擊穿短路、內(nèi)部不斷路、能放大就可以了，方法極為簡(jiǎn)單：采用萬(wàn)用表的R×10K擋;R×10K擋內(nèi)部的電池一般是9V加1.5V達(dá)到10.5V這個(gè)電壓一般判斷PN結(jié)點(diǎn)反相漏電是夠了，萬(wàn)用表的紅表筆是負(fù)電位(接內(nèi)部電池的負(fù)極)，萬(wàn)用表的黑表筆是正電位(接內(nèi)部電池的正極)，如圖所示。（電池要保證電壓足夠大于9V，用快沒(méi)電的電池可能會(huì)測(cè)不出）

把紅表筆接到MOS管的源極S;把黑表筆接到MOS管的漏極D，此時(shí)表針指示應(yīng)該為無(wú)窮大，如下圖所示。如果有歐姆指數(shù)，說(shuō)明被測(cè)管有漏電現(xiàn)象，此管不能用。

保持上述狀態(tài);此時(shí)用一只100K～200K電阻連接于柵極和漏極，如下圖所示;這時(shí)表針指示歐姆數(shù)應(yīng)該越小越好，一般能指示到0歐姆，這時(shí)是正電荷通過(guò)100K電阻對(duì)MOS管的柵極充電，產(chǎn)生柵極電場(chǎng)，由于電場(chǎng)產(chǎn)生導(dǎo)致導(dǎo)電溝道致使漏極和源極導(dǎo)通，所以萬(wàn)用表指針偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)的角度大(歐姆指數(shù)小)證明放電性能好。

此時(shí)在上圖的狀態(tài);再把連接的電阻移開(kāi)，這時(shí)萬(wàn)用表的指針仍然應(yīng)該是MOS管導(dǎo)通的指數(shù)不變，如下圖所示。雖然電阻拿開(kāi)，但是因?yàn)殡娮鑼?duì)柵極所充的電荷并沒(méi)有消失，柵極電場(chǎng)繼續(xù)維持，內(nèi)部導(dǎo)電溝道仍然保持，這就是絕緣柵型MOS管的特點(diǎn)。如果電阻拿開(kāi)表針會(huì)慢慢的逐步的退回到高阻甚至退回到無(wú)窮大，要考慮該被測(cè)管柵極漏電。

這時(shí)用一根導(dǎo)線(xiàn)，連接被測(cè)管的柵極和源極，萬(wàn)用表的指針立即返回到無(wú)窮大，如上圖所示。導(dǎo)線(xiàn)的連接使被測(cè)MOS管，柵極電荷釋放，內(nèi)部電場(chǎng)消失;導(dǎo)電溝道也消失，所以漏極和源極之間電阻又變成無(wú)窮大。

MOS管的更換

在修理電視機(jī)及各種電器設(shè)備時(shí)，遇到元器件損壞應(yīng)該采用相同型號(hào)的元件進(jìn)行更換。但是，有時(shí)相同的元件手邊沒(méi)有，就要采用其他型號(hào)的進(jìn)行代換，這樣就要考慮到各方面的性能、參數(shù)、外形尺寸等，例如電視的里面的行輸出管，只要考慮耐壓、電流、功率一般是可以進(jìn)行代換的(行輸出管外觀(guān)尺寸幾乎相同)，而且功率往往大一些更好。

對(duì)于MOS管代換雖然也是這一原則，最好是原型號(hào)的最好，特別是不要追求功率要大一些，因?yàn)楣β蚀?輸入電容就大，換了后和激勵(lì)電路就不匹配了，激勵(lì)灌流電路的充電限流電阻的阻值的大小和MOS管的輸入電容是有關(guān)系的，選用功率大的盡管容量大了，但輸入電容也就大了，激勵(lì)電路的配合就不好了，這反而會(huì)使MOS管的開(kāi)、關(guān)性能變壞。所示代換不同型號(hào)的MOS管，要考慮到其輸入電容這一參數(shù)。

例如有一款42寸液晶電視的背光高壓板損壞，經(jīng)過(guò)檢查是內(nèi)部的大功率MOS管損壞，因?yàn)闊o(wú)原型號(hào)的代換，就選用了一個(gè)，電壓、電流、功率均不小于原來(lái)的MOS管替換，結(jié)果是背光管出現(xiàn)連續(xù)的閃爍(啟動(dòng)困難)，最后還是換上原來(lái)一樣型號(hào)的才解決問(wèn)題。

檢測(cè)到MOS管損壞后，更換時(shí)其周邊的灌流電路的元件也必須全部更換，因?yàn)樵揗OS管的損壞也可能是灌流電路元件的欠佳引起MOS管損壞。即便是MOS管本身原因損壞，在MOS管擊穿的瞬間，灌流電路元件也受到傷害，也應(yīng)該更換。就像我們有很多高明的維修師傅在修理A3開(kāi)關(guān)電源時(shí);只要發(fā)現(xiàn)開(kāi)關(guān)管擊穿，就也把前面的2SC3807激勵(lì)管一起更換一樣道理(盡管2SC3807管，用萬(wàn)用表測(cè)量是好的)。

常見(jiàn)問(wèn)題：

為什么OD（開(kāi)漏）和OC（開(kāi)集）輸出必須加上拉電阻？

答：因?yàn)镸OS管和三極管關(guān)閉時(shí)，D、C是高阻態(tài)，輸出無(wú)確定電平，必須提供上拉電平，確定高電平時(shí)的輸出電壓。

CMOS與TTL電路的接口

在TTL工藝邏輯芯片中，目前仍在使用的僅存OC輸出反向驅(qū)動(dòng)器7406、OC輸出同向驅(qū)動(dòng)器7407芯片，因此在應(yīng)用中還是有可能出現(xiàn)CMOS芯片驅(qū)動(dòng)7406、7407或出現(xiàn)7406、7407驅(qū)動(dòng)CMOS芯片的情況。

1、CMOS驅(qū)動(dòng)7406、7407
**可以直接相接，**因?yàn)槿缦聢D所示，CMOS的最小輸出高電平電壓V_OH大于TTL的最小輸入低電平電壓V_IH、而且CMOS的輸出低電平最大電壓V_OL小于TTL最大輸入低電平電壓V_IL。

2、7406、7407驅(qū)動(dòng)CMOS
此情景下，TTL的最小輸出高電平電壓V_OH小于CMOS的最小輸入低電平電壓V_IH、而TTL的輸出低電平最大電壓V_OL小于CMOS最大輸入低電平電壓V_IL。所以在相接時(shí)要接上拉電阻。 如下圖所示：
且輸出級(jí)NPN型三極管的最大耐壓為30V，而CMOS電源電壓V_DD不超過(guò)18V，因此在7406、7407的輸出端與CMOS負(fù)載門(mén)電源引腳V_DD之間接上拉電阻R_L后就能滿(mǎn)足負(fù)載門(mén)輸入電壓的要求。

MOS管與三極管的區(qū)別

1、工作性質(zhì)：三極管用電流控制，MOS管屬于電壓控制。
2、成本問(wèn)題：三極管便宜，MOS管貴。
3、功耗問(wèn)題：三極管損耗大，MOS管較小。
4、驅(qū)動(dòng)能力：mos管常用來(lái)電源開(kāi)關(guān)，以及大電流地方開(kāi)關(guān)電路。
下面針對(duì)一些電路設(shè)計(jì)當(dāng)中會(huì)呈現(xiàn)的情況，列出了幾種MOS管和三級(jí)管的選擇規(guī)律：
1、MOS管是電壓控制元件，而三級(jí)管是電流控制元件。在只允許從信號(hào)源取較少電流的情況下，應(yīng)選用MOS管;而在信號(hào)電壓較低，又允許從信號(hào)源取較多電流的條件下，應(yīng)選用三極管。
2、電力電子技術(shù)中提及的單極器件是指只靠一種載流子導(dǎo)電的器件，雙極器件是指靠?jī)煞N載流子導(dǎo)電的器件。MOS管是應(yīng)用一種多數(shù)載流子導(dǎo)電，所以稱(chēng)之為單極型器件，而三極管是既有多數(shù)載流子，也應(yīng)用少數(shù)載流子導(dǎo)電。被稱(chēng)之為雙極型器件。
3、有些MOS管的源極和漏極可以互換運(yùn)用，柵壓也可正可負(fù)，靈活性比三極管好。
4、MOS管能在很小電流和很低電壓的條件下工作，而且它的制造工藝可以很便當(dāng)?shù)匕押芏郙OS管集成在一塊硅片上，因此MOS管在大范圍集成電路中得到了普遍的應(yīng)用。
5、MOS管具有較高輸入阻抗和低噪聲等優(yōu)點(diǎn)，因而也被普遍應(yīng)用于各種電子設(shè)備中。特別用MOS管做整個(gè)電子設(shè)備的輸入級(jí)，可以獲得普通三極管很難抵達(dá)的性能。

如何區(qū)分MOS管和三極管

用萬(wàn)用表的二極管檔（或1k~10k電阻檔）測(cè)量，三極管的發(fā)射極和集電極都對(duì)基極單向?qū)?#xff0c;而發(fā)設(shè)計(jì)和集電極之間互不導(dǎo)通；利用這一點(diǎn)可以確定是否三極管以及類(lèi)型（PNP管或NPN管）；場(chǎng)效應(yīng)管則比較復(fù)雜，增強(qiáng)型和耗盡型的特點(diǎn)都不一樣，但是柵極對(duì)源極和漏極一定是不導(dǎo)通的，MOS管也一樣，MOS管也是場(chǎng)效應(yīng)管的一種，只是輸入阻抗更高而已。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的MOS管相关知识的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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