MOS管原理-非常详细.ppt
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1、MOS管的那些事儿管的那些事儿 2012.11.15 1 1.我们在笔记本主板维修中见到的MOS管几乎都是绝缘栅增强型,这里也就只说说它的那些事儿吧。而且,我们不谈原理,只谈应用。呵呵,让我们来看看MOS管,分辨一下他们怎么区别,怎么用吧。我们分“电路符号”和“实物”两部分来看吧。2 2.1 三个极怎么判定 电路符号:2 区别他们是N沟道还是P沟道3 寄生二极管的方向如何判定4 它能干吗用呢5 简单吗?那我们来做个挑错游戏吧 1 三个极怎么分辨 实物:2 它是N沟道还是P沟道的呢3 能量出它是好是坏吗3 3.电路符号电路符号篇4 4.开始之前,一个小测试:电路符号G(栅极)呢?请回答:哪个脚是
2、S(源极)?哪个脚是D(漏极)?是P沟道还是N沟道MOS?如果接入电路,D极和S极,哪一个该接输入,哪个接输出?你答对了吗?5 5.再来一个,试试看:电路符号G(栅极)呢?哪个脚是S(源极)?哪个脚是D(漏极)?是P沟道还是N沟道MOS?依据是什么?如果接入电路,D极和S极,哪一个该接输入,哪个接输出?这次怎么样?6 6.电路符号1 三个极怎么判定三个极怎么判定?MOS管符号上的三个脚的辨认要抓住关键地方。D极,不论是P沟道还是N沟道,是单独引线的那边。S极极G极极D极极G极,不用说比较好认。S极,不论是P沟道还是N沟道,两根两根线线相交相交的就是;7 7.电路符号2 他他们们是是N沟道沟道还
3、还是是P沟道?沟道?三个脚的极性判断完后,接下就该判断是P沟道还是N沟道了:S极极G极极D极极箭箭头头指向指向G极的是极的是N沟道沟道N沟道沟道MOSFET8 8.电路符号S极极G极极D极极箭箭头头背向背向G极的是极的是P沟道沟道当然也可以先判断沟道类型,再判断三个脚极性。P沟道沟道MOSFET9 9.电路符号S极极G极极D极极小小测试测试:先判断是什么沟道,再判断三个脚极性。先判断是什么沟道,再判断三个脚极性。S极极G极极D极极231123P沟道沟道MOSFETN沟道沟道MOSFET1010.电路符号3 寄生二极管的方向如何判定?寄生二极管的方向如何判定?接下来,是寄生二极管的方向判断:S极
4、极G极极D极极N N沟道沟道沟道沟道S极极G极极D极极P P沟道沟道沟道沟道它的判断规则就是:N沟道,由S极指向D极;P沟道,由D极指向S极。寄生二极管寄生二极管1111.电路符号S极极G极极D极极N沟道沟道S极极G极极D极极P沟道沟道上面方法不太好记,一个简单的识别方法是:(想像DS边的三节断续线是连通的)不论N沟道还是P沟道MOS管,中间衬底箭头方向和寄生二极管的箭头方向总是一致的:要么都由要么都由S指向指向D,要么都由要么都由D指向指向S。1212.0V截止截止5V导导通通电路符号4 它能干它能干吗吗用呢?用呢?在我们天天面对的笔记本主板上,MOS管有两大作用:1.开关作用;2.隔离作用
5、。此此处电压处电压被拉低被拉低 开关作用开关作用(1):PQ27控制脚控制脚为为低低电电平平1313.电路符号此此处电压处电压不被拉低不被拉低3VGND导导通通0V截止截止 开关作用开关作用(1):PQ27控制脚控制脚为为高高电电平平1414.电路符号 以上MOS开关实现的是信号切信号切换换(高低(高低电电平切平切换换)。)。再来看个MOS开关实现电压电压通断通断的例子吧。由+1.5V_SUS产生+1.5V电路(1)0V截止截止0V1515.电路符号MOS开关实现电压电压通断通断的例子:由+1.5V_SUS产生+1.5V电路(2)+15V导导通通+1.5V1616.电路符号 看过前面的例子,你
6、能总结出“MOS管用做开关时在电路中的连接方法”吗?其实关键就是:确定哪一个极连接输输入入端;哪个极连接输输出出端。控制极电平为“?V”时MOS管导通(饱和导通)?控制极电平为“?V”时MOS管截止?回顾前面的例子,你找到它们的规律了吗?小提示:MOS管中的寄生二极管方向是关键。1717.电路符号 小小结结:“MOS管用作开关管用作开关时时在在电电路中的路中的连连接方法接方法”NMOS管:D极接输入;S极接输出。PMOS管:S极接输入;D极接输出。S极极G极极D极极P P沟道沟道沟道沟道S极极G极极D极极N N沟道沟道沟道沟道输输入端入端输输入端入端输输出端出端输输出端出端导导通通时时导导通通
7、时时1818.电路符号 反反证证:NMOS管正确接法:D极接输入;S极接输出。PMOS管正确接法:S极接输入;D极接输出。S极极G极极D极极P P沟道沟道沟道沟道S极极G极极D极极N N沟道沟道沟道沟道输输入入假如:S接输入,D接输出呢?输输出出由于寄生二极管直接导通,因此S极电压可以无条件到D极,MOS管就失去了开关的作用。假如反接:D接输入,S接输出。输输入入输输出出同样失去了开关作用。1919.电路符号小小结结:“MOS管的开关条件管的开关条件”前面解决了MOS管的接法问题,接下来谈谈MOS管的开关条件:控制极电平为“?V”时MOS管导通(饱和导通)?控制极电平为“?V”时MOS管截止?
8、这个问题涉及到MOS管原理,我们这里不谈,只记结果:不论N沟道还是P沟道MOS管,G极电压都是与S极做比较。N沟道:UGUS时导通。(简单认为)UG=US时截止。P沟道:UGUS时导通。(简单认为)UG=US时截止。但UG比US大(或小)多少伏时MOS管才会饱和导通呢?2020.电路符号UG比US大(或小)多少伏时MOS管才会饱和导通呢?这要看具体的MOS管,不同MOS管需要的压差不同。饱饱和和导导通通问题问题:在笔记本主板上用到的NMOS可简单分作两大类:信号切信号切换换用MOS管:UG比US大3V-5V即可,实际上只要导通即可,不必须饱和导通。比如常见的:2N7002,2N7002E,2N
9、7002K,2N7002D,FDV301N。电压电压通断通断用MOS管:UG比US应大于10V以上,而且开通时必须工作在饱和导通状态。常见的有:AOL1448,AOL1428A,AON7406,AON7702,MDV1660,AON6428L,AON6718L,AO4496,AO4712,AO6402A,AO3404,SI3456DDV,MDS1660URH,MDS2662URH,RJK0392DPA,RJK03B9DP。PMOS管则和NMOS条件刚好相反。2121.电路符号示例示例1:S极极G极极D极极0V导导通通3VNMOS管:管:2N7002E5V作用:作用:信号切信号切换换(开关)(开
10、关)常用接法:常用接法:S极接地,US=0V。截止条件:截止条件:UG=US=0V。导导通条件:通条件:UG比US大3V-5V即可,UG=3V。2222.S极极G极极D极极电路符号示例示例2:导导通通+15VNMOS管:管:AON74065V作用:作用:电压电压通断通断(开关)(开关)常用接法:常用接法:D极接输入,UD=5V。S极接输出。截止条件:截止条件:UG=US=0V。导导通条件:通条件:UG比US大10V以上,UG=US+10V=15V。(导通时,US=5V)0V5V2323.S极极G极极D极极电路符号示例示例3:导导通通+6VPMOS管:管:AOD425+19V作用:作用:电压电压
11、通断通断(开关)(开关)常用接法:常用接法:S极接输入,US=19V。D极接输出。截止条件:截止条件:UG=US=19V。导导通条件:通条件:UG比US小10V以上,UG=US-13V=6V。0V+19V+19V2424.电路符号如果我们想实现线路上电流的单向流通,比如只让电流由A-B,阻止由B-A 请问可以怎么做?AB方法1:加入一个二级管AB隔离作用隔离作用:2525.方法2:加入MOS管电路符号AB 所以,所谓的MOS管的隔离作用,其实质也就是实现电路的单向导通,它就相当于一个二级管。此处MOS管实现的功能就是:隔离作用隔离作用。但在电路中我们常用隔离MOS,是因为:使用二级管,导通时会
12、有压降,会损失一些电压。而使用MOS管做隔离,在正向导通时,在控制极加合适的电压,可以让MOS管饱和导通,这样通过电流时几乎不产生压降。2626.电路符号示例示例1:PMOS管:管:AOL1413作用:作用:隔离隔离AdapterBAT19V5V导导通通接地接地19V19V截止截止6V导导通通19V19V隔离隔离大家有兴趣可分析一下:拔掉适配器后只用电池供电时AOL1413的工作情况,试试吧!2727.笔记本电脑中用到的隔离MOS管只有两个。下面我们来分步讨论一下它的原理,为了方便,隔离MOS管都用二级管代替表示。笔记本主板上的隔离,其实质是将适配器电压(+19V)和电池电压(+12V左右)分
13、隔开来。不让它们直接相通。但又能在拔除任意一种电源时,保证电脑都有持续的供电,实现电源无缝切换。电路符号VINAdapter19V19V隔离隔离1.只用适配器只用适配器时时2828.电路符号VINBAT12V12V隔离隔离2.只用只用电电池池时时问题问题:为什么在不用适配器时,还要用Q1隔离12V呢?Q1Q2 我找到的一种解释是:人们在使用笔记本电脑时,经常会同时插上适配器和电池。如果遇到电网停电,笔记本会自动切换到电池12V供电。这个时候适配器虽然不再供电,但仍相连在笔记本上。如果没有Q1隔离,12V电压会直接进入适配器内部的输出电路,有可能烧毁适配器。这这一解一解释释自己没有做自己没有做过
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