MOS管開關電路知識-詳解MOS管在開關電路中的使用
MOS管開關電路知識-詳解MOS管在開關電路中的使用
MOS管開關電路是利用MOS管柵極（g）控制MOS管源極（s）和漏極（d）通斷的原理構造的電路。因MOS管分爲N溝道與P溝道，所以開關電路也主要分爲兩種。
一般情況下普遍用于高端驅動的MOS，導通時需要是柵極電壓大于源極電壓。而高端驅動的MOS管導通時源極電壓與漏極電壓（VCC）相同，所以這時柵極電壓要比VCC大4V或10V.如果在同一個系統裏，要得到比VCC大的電壓，就要專門的升壓電路了。很多馬達驅動器都集成了電荷泵，要注意的是應該選擇合適的外接電容，以得到足夠的短路電流去驅動MOS管。（所以看手冊，具體分析）
MOS管是電壓驅動，按理說只要柵極電壓到到開啓電壓就能導通DS，柵極串多大電阻均能導通。但如果要求開關頻率較高時，柵對地或VCC可以看做是一個電容，對于一個電容來說，串的電阻越大，柵極達到導通電壓時間越長，MOS處于半導通狀態時間也越長，在半導通狀態內阻較大，發熱也會增大，極易損壞MOS，所以高頻時柵極柵極串的電阻不但要小，一般要加前置驅動電路的。
MOS管也就是常说的場效應管（FET），有结型場效應管、绝缘栅型場效應管（又分为增强型和耗尽型場效應管）。也可以只分成两类P沟道和N沟道，这里我们就按照P沟道和N沟道分类。对MOS管分类不了解的可以自己上网查一下。
場效應管的作用主要有信号的转换、控制电路的通断，这里我们讲解的是MOS管作为开关管的使用。对于MOS管的选型，注意4个参数：漏源电压（D、S两端承受的电压）、工作电流（经过MOS管的电路）、开启电压（让MOS管导通的G、S电压）、工作频率（最大的开关频率）。下面我们看一下MOS管的引脚，如下图所示：
有3个引脚，分别为G（栅极）、S（源极）、D（漏极）。在开关电路中，D和S相当于需要接通的电路两端，G为开关控制。这里给大家分享一个自己的分辨P沟道和N沟道的方法，我们就看中间的箭头，把G（栅极）连接的部分当做沟道，大家都知道PN结，而不是NP结，那么就是P指向N的，所以脑海里想到这样的情景 P-->N，所以箭头都是P-->N的，那么中间的箭头指向的就是N，如果指向沟道那就是N沟道，如果指向的是S（没有指向沟道），那就是P沟道。这个方法也适用于三极管的判别（NPN、PNP）。
在上圖中我們可以看到右邊都有一個寄生二極管，起到保護的作用。那麽根據二極管的單向導電性我們也能知道在電路連接中，D和S應該如何連接。使用有寄生二極管的N溝道MOS管的情況下，D的電壓要高于S的電壓，否則MOS管無法正常工作（二極管導通）。使用有寄生二極管的P溝道MOS管，S的電壓要高于D的電壓，原因同上。
下面是MOS管的导通条件，只要记住电压方向与中间箭头方向相反即为导通（当然这个相反电压需要达到MOS管的开启电压）。比如导通电压为3V的N沟道MOS管，只要G的电压比S的电压高3V即可导通（D的电压也要比S的高）。同理，导通电压为3V的P沟道MOS管，只要G的电压比S的电压低3V即可导通（S的电压比D的高）。在电路中的典型应用如下图所示，分别为N沟道与P沟道的MOS管驱动电路：
我們可以看到，N溝道的MOS管的電路中，BEEP引腳爲高電平即可導通，蜂鳴器發出聲音，低電平關閉蜂鳴器；P溝道的MOS管是用來控制GPS模塊的電源通斷，GPS_PWR引腳爲低電平時導通，GPS模塊正常供電，高電平時GPS模塊斷電。
以上兩個應用電路中，N溝道和P溝道MOS管不能互相替代，如下兩個應用電路不能正常工作：
MOS開關電路管損失
不管是NMOS還是PMOS，導通後都有導通電阻存在，這樣電流就會在這個電阻上消耗能量，這部分消耗的能量叫做導通損耗。選擇導通電阻小的MOS管會減小導通損耗。現在的小功率MOS管導通電阻一般在幾十毫歐左右，幾毫歐的也有。
MOS在導通和截止的時候，一定不是在瞬間完成的。MOS兩端的電壓有一個下降的過程，流過的電流有一個上升的過程，在這段時間內，MOS管的損失是電壓和電流的乘積，叫做開關損失。通常開關損失比導通損失大得多，而且開關頻率越快，損失也越大。
導通瞬間電壓和電流的乘積很大，造成的損失也就很大。縮短開關時間，可以減小每次導通時的損失;降低開關頻率，可以減小單位時間內的開關次數。這兩種辦法都可以減小開關損失。
