N沟道、P沟道MOS管基本原理与应用案例

一、N-MOS管和P-MOS管的对比

二、N-MOS的开关条件

N-MOS管的导通调节是G极与S极中间的电压差超过阈值时，D极和S极导通。

在实际的使用中，将控制信号接到G极，S极接在GND，从而达到控制N-MOS管的开和关的效果，在D极和S极导通后，导通电阻Rds(on)极小，一般是几十毫欧级，电流流通后，形成的压降很小。

三、N-MOS的应用

3.1 防止电源接反的保护电路

下面就是一个应用这个特性做的一个防止电源接反的保护电路，这样应用要比使用二极管好很多，如果直接使用二极管，会有约0.7V的压降。

仿真电路如下：

N-MOS管作为防止电路反接方案中，VCC=5V的电源加在10K阻性负载上，电压表、电流表分别测量，记录值是5V、500uA；切换Key开关，模拟电源反接时，测得记录值是-49.554mV、-4.955uA。

3.2 电平转换电路

Sig1，Sig2为两个信号端，VDD和VCC分别是3.3V和5.0V电平信号的高电压。

另外限制条件为:

1，VDD <= VCC

2，Sig1的低电平门限大于0.7V左右(视NMOS内的二极管压降而定).

3，Vgs <= VDD

4，Vds <= VCC

以下截图是在Multisim中仿真效果，利用开关提供信号。

四、P-MOS开关条件

P-MOS管的导通调节是G极与S极中间的电压差低于阈值时，S极和D极导通。

在实际的使用中，将控制信号接到G极，S极接在VCC，从而达到控制P-MOS管的开和关的效果，在S极和D极导通后，导通电阻Rds(on)极小，一般是几十毫欧级，电流流通后，形成的压降很小。

五、P-MOS的应用

5.1 电源通断控制

P-MOS管的通断控制，其实就是控制其Vgs的电压，从而达到控制电源的目的。

Key开关闭合前，P-MOS管输出电压0.0164V，闭合后，P-MOS管输出电压5V。

但在实际电路中，一般都用MCU的GPIO代替Key开关来控制，同时MCU高电平时3.3V，因此GPIO输出控制信号时需要使用三极管，在这里三极管的选择也有区别。

有时候我们想要一个GPIO控制几个信号时，这就考虑到电平匹配的问题。

5.2 高电平控制电源导通，用一个NPN三极管

5.3 低电平控制电源导通 ，用一组PNP+NPN三极管