为什么PMOS作为高侧开关更容易实现

以下文章来源于硬件精选笔记 ，作者DTDZ

高侧开关就是负载是接地的，开关相对于负载处于高电位，如下图所示。如果将开关和负载的位置互换，就是低侧开关。

①为什么P-MOS作为高侧开关更容易实现？

P-MOS作为高侧开关的示意图如下图所示。要想P-MOS管导通，则Vgs=Vg-Vs＜Vgs（th）（注意这里是小于Vgs（th），因为P-MOS的开启电压为负数，为了MOS管导通，P-MOS的开启电压越负越容易开通）。

如果选用的P-MOS管型号为IFR9530，其部分参数如下图所示，为保证MOS管的开启，至少取栅源开启电压Vgs(th)=-4V。

那么使上图中的P-MOS管导通的栅极电压应该为：Vgs==Vg-Vs＜-4V→Vg＜Vs-4V=VDD-4V。也就是说为了让P-MOS导通，只需要控制栅极电压比电源电压低4V以上就可以了，这将很容易做到，实际应用中，选择的Vgs会比-4V更低，Vgs=Vgs(th)其实还并不能完全开通MOS管。

假设电源电压VDD=12V，驱动器内部控制S2闭合，S1断开，此时栅源电压Vgs=-12V,MOS管导通。当控制器控制S1闭合，S2断开时，栅源电压Vgs=0V，MOS管断开。如下图所示。

因此，控制P-MOS的导通不需要额外的电路，控制简单。

②为什么N-MOS作为高侧开关更难？

当N-MOS作为高侧开关时，其示意图如下图所示。当N-MOS导通时，源极S的电压等于电源电压12V。要想MOS管导通，则栅极电压至少要比源极电压高4V，也就是栅极电压至少要达到16V。但电源电压只有12V，因此要想控制高侧的N-MOS导通，就必须额外增加电源，或者采用自举升压电路，使控制变得更为困难。

③是不是应该都选用P-MOS作为高侧开关呢？

上面说了，P-MOS作为高侧开关更为容易控制，那么如果让你选择高侧开关的时候，你是不是就会直接选用P-MOS呢？

其实，很多时候，我们都需要选用N-MOS作为高侧开关，主要是两个方面的原因：

第一个就是，N-MOS相较于P-MOS更为便宜；第二个原因就是，N-MOS比P-MOS的导通电阻RDS（on）更低，因此对于快速开关的场合建议使用N-MOS。更低的导通电阻意味着更小的开关损耗，更低的发热量。

下图为N-MOS和P-MOS的参数对比。两者的漏源击穿电压都为100V，N-MOS的导通电阻为0.16Ω，而P-MOS的导通电阻为0.3Ω，几乎是N-MOS的两倍。