嵌入式硬件电子电路设计(五)MOS管详解(NMOS、PMOS、三极管跟mos管的区别)

引言:在我们的日常使用中,MOS就是个纯粹的电子开关,虽然MOS管也有放大作用,但是几乎用不到,只用它的开关作用,一般的电机驱动,开关电源,逆变器等大功率设备,全部使用MOS管作为电子开关,使用起来比较方便,简单粗暴,经常用到的只有N沟道的MOS管,并且也针对PMOS讲解,并对比三极管跟mos管的区别。

目录

NMOS管的基础认识

NMOS工作条件

NMOS的等效电路及驱动方法

PMOS的等效电路及驱动方法

三极管和mos管的区别

MOS管选型

MOS管封装

MOS容易忽视的参数-Cgs


NMOS管的基础认识

如下图所示,简单的电路图,如引脚输出HIGH电平时,NMOS就等效为闭合的开关。

以上就是最经典的用法,实现了io口,来控制功率器件,因此如下图所示,也就是栅极施加电压,即可导通。

NMOS工作条件

(导通条件):Ugs大于Ugs(th)阈值电压
性质:
1、MOS导通后,相当于开关闭合,压降几乎为0
2、虽然导通压降几乎为0,但是会有一个内阻RDSon
3、GS极之间是一个电容,只有电容充满电后MOS才会导通
4、一般的MOS管DS极之间会自带一个肖特基二极管,MOS由于自身结构会有一个寄生二极管,有的厂家生产时,会故意把这个二极管做大,增强MOS的性能
5、想要让MOS管截至(断开),只要取消掉G极电压即可,但是要注意,必须想办法给GS间那个电容放电! G :栅极 D :漏极 S  :源极 

与三极管不同,MOS管为电压型驱动方式,小电压控制大电压。

状态1: 单片机输出低电平,Q22截至,A点为高电平, 电流方向如图所示,Q20导通,Q23截至,B为高电平 MOS导通,电机转动。

状态2: 单片机输出高电平,Q22导通,A点为低电平, 电流方向如图所示,Q20截至,Q23导通,B为低电平 MOS关断,电机的自感电流流过D7。

NMOS的等效电路及驱动方法

可以看成是一个电压控制的电阻,电压就是GS两端的电压差,电阻就指的是DS之间的电阻了,这个电阻的大小呢,会随着gs的电压的变化而产生变化,但是值得注意的是,他们不是线性对应的关系,实际的关系如下所示:

上述的关系图,本质就是当当gs的电压小于一个特定值的时候,电阻基本就是无穷大的,你也可以看成开关断开嘛,断路,当电压值大于特定值的时候,电阻就无限趋近于0,也就是理解成开关闭合,至于说等于这个值的时候会怎么样,这个临界的电压值,我们称之为Vgsth,也就是打开nmos所需要的gs电压了,并且这是每一个nmos的固有属性,我们可以在nmos的数据手册里面找到它,显然Vgsth应该小于高电平的电压值,否则nmos当然也不会正常打开了,因此在你硬件选型的时候,你也需要注意这个点了。

PMOS的等效电路及驱动方法

如下为PMOS与NMOS的结构图如下:

因此PMOS跟NMOS的驱动能力也是相反的,如下图可见,值得注意的是两个mos管的位置。

因此一般对于灯泡、电机这种无源功率器件,我们可以用nmos,如果是有源例如芯片,我们可以用pmos来控制,如下所示:

三极管和mos管的区别

三极管和MOS管(场效应管)都是常见的电子元件,用于放大和开关电路,但它们在结构、工作原理、特性和应用方面有显著差异:

1. 结构与基本原理

  • 三极管:三极管是电流控制型器件,由发射极、基极和集电极组成。其工作原理是通过控制基极电流来调节发射极与集电极之间的电流。

  • MOS管:MOS管是电压控制型器件,通常分为N沟道和P沟道两种,主要由源极、漏极和栅极构成。它通过栅极电压来控制源极与漏极之间的电流,栅极与其他电极之间有氧化层隔离,基本没有直流电流流入。

2. 控制方式

  • 三极管:需要基极电流来控制集电极电流,因此输入端存在一定的电流损耗。

  • MOS管:用栅极电压控制,没有电流损耗(栅极电流极小),输入阻抗很高,非常适合高输入阻抗的电路应用。

3. 驱动电压与电流

  • 三极管:一般需要0.6V左右的基极-发射极电压(V_BE)来导通。驱动电流相对较大,驱动能力较强。

  • MOS管:一般需要较高的栅极-源极电压(V_GS)来开启,对于N沟道常用10V或更高的电压,逻辑电平的MOS管可以使用5V或3.3V来开启。

4. 开关速度

  • 三极管:开关速度较慢,特别是在高频应用中,开关损耗较大。

  • MOS管:开关速度较快,尤其适合高速开关应用,因此常用于数字电路、功率电子电路中。

5. 功率和效率

  • 三极管:在大功率应用中,开关效率较低,容易发热。

  • MOS管:导通电阻低,效率较高,适合大电流、大功率应用,且散热相对较好。

6. 应用

  • 三极管:常用于低功率信号放大、音频放大、信号处理等场合,如音响和小功率电源等。

  • MOS管:常用于开关电源、电动机控制、高频变换等功率电子电路,尤其在功率放大、数字电路、驱动电路中应用广泛。

MOS管选型

参数: DS间耐压、Id(最大工作电流)、RDS(on)(内阻)、Qgs(栅极电荷)、体二极管压降,电流,反向恢复时间。

 

MOS管封装

贴片:SOT-23 < SOT-89 < TO-252 < TO-263 < QFN
直插:TO-92 < TO-126 < TO-220 < TO-247
长成集成电路芯片模样的:SOP-8、SOIC-8

MOS容易忽视的参数-Cgs

Cgs就是g跟s之间的寄生电容了,如下所示:

这个Cgs会影响nmos的打开速度,因为加载到gate端的电压,首先要给这个电容充电,这就导致了gs的电压,并不能一下子就到达给定的值,现象也就是下述的图像了,因此这个对高速PWM波是致命的,如果当pwm接近这个爬升波形时,此时就会失真。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.rhkb.cn/news/472576.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系长河编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

蓝桥杯每日真题 - 第14天

题目&#xff1a;&#xff08;2022&#xff09; 题目描述&#xff08;13届 C&C B组A题&#xff09; 解题思路&#xff1a; 定义状态&#xff1a; 使用一个二维数组 dp[j][k] 来表示将数字 k 拆分为 j 个不同正整数的方案数。 初始化&#xff1a; 初始状态设定为 dp[0][0]…

利用云计算实现高效的数据备份与恢复策略

&#x1f493; 博客主页&#xff1a;瑕疵的CSDN主页 &#x1f4dd; Gitee主页&#xff1a;瑕疵的gitee主页 ⏩ 文章专栏&#xff1a;《热点资讯》 利用云计算实现高效的数据备份与恢复策略 利用云计算实现高效的数据备份与恢复策略 利用云计算实现高效的数据备份与恢复策略 引…

thinkphp6配置多应用项目及多域名访问路由app配置

这里写一写TP6下配置多应用。TP6默认是单应用模式&#xff08;单模块&#xff09;&#xff0c;而我们实际项目中往往是多应用的&#xff08;多个模块&#xff09;&#xff0c;所以在利用TP6是就需要进行配置&#xff0c;开启多应用模式。 1、安装ThinkPHP6 1.1安装ThinkPHP6.…

JavaScript:浏览器对象模型BOM

BOM介绍 浏览器对象模型&#xff08;Brower Object Model&#xff0c;BOM&#xff09;提供了独立于内容而与浏览器窗口进行交互的对象&#xff0c;其核心对象是window BOM由一系列相关的对象构成&#xff0c;并且每个对象都提供了很多方法和属性。 BOM与DOM区别 DOM是文档对…

SpringBoot 2.2.10 无法执行Test单元测试

很早之前的项目今天clone现在&#xff0c;想执行一个业务订单的检查&#xff0c;该检查的代码放在test单元测试中&#xff0c;启动也是好好的&#xff0c;当点击对应的方法执行Test的时候就报错 tip&#xff1a;已添加spring-boot-test-starter 所以本身就引入了junit5的库 No…

前后端、网关、协议方面补充

这里写目录标题 前后端接口文档简介前后端视角对于前端对于后端代码注册路由路由处理函数 关于httpGET/POST底层网络关于前端的获取 路由器网关路由器的IP简介公网IP(WAN IP)私网IP(LAN IP)无线网络IP(WIFI IP)查询路由器私网IP路由器公网IP LAN口与WIFI简介基本原理 手动配置电…

英伟达基于Mistral 7B开发新一代Embedding模型——NV-Embed-v2

我们介绍的 NV-Embed-v2 是一种通用嵌入模型&#xff0c;它在大规模文本嵌入基准&#xff08;MTEB 基准&#xff09;&#xff08;截至 2024 年 8 月 30 日&#xff09;的 56 项文本嵌入任务中以 72.31 的高分排名第一。此外&#xff0c;它还在检索子类别中排名第一&#xff08;…

【计算机网络】TCP网络特点2

断开连接 四次挥手 原因 TCP 四次挥手是为了满足 TCP 连接的全双工特性:两个方向都可以自由传输 保证数据传输的完整性&#xff1a;两方都完成了数据发送和接收并且都同意断开连接 可靠地终止连接以及避免数据混淆和错误等需求:每个方向都需要单独确认导致四次挥手过程 这些…

Opengl光照测试

代码 #include "Model.h" #include "shader_m.h" #include "imgui.h" #include "imgui_impl_glfw.h" #include "imgui_impl_opengl3.h" //以上是放在同目录的头文件#include <glad/glad.h> #include <GLFW/glfw3.…

【MySQL】SQL语言

【MySQL】SQL语言 文章目录 【MySQL】SQL语言前言一、SQL的通用语法二、SQL的分类三、SQLDDLDMLDQLDCL 总结 前言 本篇文章将讲到SQL语言&#xff0c;包括SQL的通用语法,SQL的分类,以及SQL语言的DDL,DML,DQL,DCL。 一、SQL的通用语法 在学习具体的SQL语句之前&#xff0c;先来…

.netcore + postgis 保存地图围栏数据

一、数据库字段 字段类型选择(Type) 设置对象类型为&#xff1a;geometry 二、前端传递的Json格式转换 前端传递围栏的各个坐标点数据如下&#xff1a; {"AreaRange": [{"lat": 30.123456,"lng": 120.123456},{"lat": 30.123456…

T265相机双目鱼眼+imu联合标定(全记录)

最近工作用到t265&#xff0c;记录一遍标定过程 1.安装驱动 首先安装realsense驱动&#xff0c;因为笔者之前使用过d435i&#xff0c;装的librealsense版本为2.55.1&#xff0c;直接使用t265会出现找不到设备的问题&#xff0c;经查阅发现是因为realsense在2.53.1后就不再支持…

【C语言指南】C语言内存管理 深度解析

&#x1f493; 博客主页&#xff1a;倔强的石头的CSDN主页 &#x1f4dd;Gitee主页&#xff1a;倔强的石头的gitee主页 ⏩ 文章专栏&#xff1a;《C语言指南》 期待您的关注 引言 C语言是一种强大而灵活的编程语言&#xff0c;为程序员提供了对内存的直接控制能力。这种对内存…

Python学习从0到1 day26 第三阶段 Spark ④ 数据输出

半山腰太挤了&#xff0c;你该去山顶看看 —— 24.11.10 一、输出为python对象 1.collect算子 功能: 将RDD各个分区内的数据&#xff0c;统一收集到Driver中&#xff0c;形成一个List对象 语法&#xff1a; rdd.collect() 返回值是一个list列表 示例&#xff1a; from …

【机器学习】机器学习中用到的高等数学知识-1.线性代数 (Linear Algebra)

向量(Vector)和矩阵(Matrix)&#xff1a;用于表示数据集&#xff08;Dataset&#xff09;和特征&#xff08;Feature&#xff09;。矩阵运算&#xff1a;加法、乘法和逆矩阵(Inverse Matrix)等&#xff0c;用于计算模型参数。特征值(Eigenvalues)和特征向量(Eigenvectors)&…

java项目-jenkins任务的创建和执行

参考内容: jenkins的安装部署以及全局配置 1.编译任务的general 2.源码管理 3.构建里编译打包然后copy复制jar包到运行服务器的路径 clean install -DskipTests -Pdev 中的-Pdev这个参数用于激活 Maven 项目中的特定构建配置&#xff08;Profile&#xff09; 在 pom.xml 文件…

【数据库取证】快速从服务器镜像文件中获取后台隐藏数据

文章关键词&#xff1a;电子数据取证、数据库取证、电子物证、云取证、手机取证、计算机取证、服务器取证 小编最近做了很多鉴定案件和参加相关电子数据取证比武赛&#xff0c;经常涉及到服务器数据库分析。现在分享一下技术方案&#xff0c;供各位在工作中和取证赛事中取得好成…

__VUE_PROD_HYDRATION_MISMATCH_DETAILS__ is not explicitly defined

VUE_PROD_HYDRATION_MISMATCH_DETAILS 未明确定义。您正在运行 Vue 的 esm-bundler 构建&#xff0c;它期望这些编译时功能标志通过捆绑器配置全局注入&#xff0c;以便在生产捆绑包中获得更好的tree-shaking优化。 Vue.js应用程序正在使用ESM&#xff08;ECMAScript模块&#…

git撤销、回退某个commit的修改

文章目录 撤销某个特定的commit方法 1&#xff1a;使用 git revert方法 2&#xff1a;使用 git rebase -i方法 3&#xff1a;使用 git reset 撤销某个特定的commit 如果你要撤销某个很早之前的 commit&#xff0c;比如 7461f745cfd58496554bd672d52efa8b1ccf0b42&#xff0c;可…

Flume和kafka的整合

1、Kafka作为Source 【数据进入到kafka中&#xff0c;抽取出来】 在flume的conf文件夹下&#xff0c;有一个flumeconf 文件夹&#xff1a;这个文件夹是自己创建的 创建一个flume脚本文件&#xff1a; kafka-memory-logger.conf Flume 1.9用户手册中文版 — 可能是目前翻译最完…