掌握MOS管的开启与关闭机制

简介：
本文将详细介绍金属氧化物半导体场效应晶体管（MOS管）的工作原理，重点解析其开启和关闭过程中的关键因素及影响机制。 了解MOS管的开通/关断原理后你会发现，使用PMOS作为上管、NMOS作为下管比较方便。而如果选择使用PMOS作为下管、NMOS作为上管，则电路设计会变得复杂，一般情况下意义不大，因此很少采用这种组合方式。 首先来看一下MOS管的基本工作原理：对于NMOS来说，主回路电流的方向是从D极流向S极；导通条件是VGS（栅源电压）有一定的压差，通常为5~10伏特。也就是说，在这种情况下G电位要比S电位高。而对于PMOS而言，其主回路电流方向则是从S到D；同样地，它的导通条件也需要一定的VGS压差，并且这个值通常是负的（比如-5~-10伏特），此时S电位比G电位要高。 假设我们设定一个固定的导通电压为6伏特。如果采用NMOS作为下管，在这种情况下我们可以直接将S极接地，然后让栅极保持在固定电压6V就能保证其处于导通状态；然而当我们要用它做上管时，则会遇到一些问题：此时D端连接到正电源，而S端的电位是不确定的。由于MOS管截止状态下该点为低电平，在导通情况下则接近高电平（即VCC），这使得我们难以确定栅极电压以控制其正确工作。 当然也有办法让NMOS作为上管来使用，但这通常需要一个隔离电源进行控制，并且电路设计会变得更加复杂。相比之下，利用PMOS就可以轻松地解决这个问题而无需增加额外的设计难度。因此，在大多数情况下不会选择这种复杂的解决方案，而是倾向于采用更简单直接的方法。