硬件工程師必會電路模塊之MOS管應用

1. 實際工程應用中經常使用的MOS管電路（以筆記本主板經典電路爲例）；
2. 學到實際系統中用到的開關電路模塊以及MOS管很是重要的隔離電路（結合IIC的數據手冊和筆記本主板應用電路）；
3. MOS管寄生體二極管，極性判斷？**

1. MOS管開關電路
學習過模擬電路的人都知道三極管是流控流器件，也就是由基極電流控制集電極與發射極之間的電流；而MOS管是壓控流器件，也就是由柵極上所加的電壓控制漏極與源極之間電流。
MOSFET管是FET的一種，能夠被製造爲加強型或者耗盡型，P溝道或N溝道共四種類型，但實際應用的只有加強型的N溝道MOS管和加強型的P溝道MOS管。實際應用中，NMOS居多。
 
圖1 左邊是N溝道的MOS管，右邊是P溝道的MOS管
寄生二極管的方向如何判斷呢？它的判斷規則就是對於N溝道，由S極指向D極；對於P溝道，由D極指向S極。

如何分辨三個極？
D極單獨位於一邊，而G極是第4PIN。剩下的3個腳則是S極。
它們的位置是相對固定的，記住這一點頗有用。
請注意：不論NMOS管仍是PMOS管，上述PIN腳的肯定方法都是同樣的。
 
 

MOS管導通特性
導通的意思是做爲開關，至關於開關閉合。
NMOS的特性：Vgs大於某一值管子就會導通，適合用於源極接地時的狀況（低端驅動），只要柵極電壓達到4V就能夠了。
PMOS的特性：Vgs小於某一值管子就會導通，適合用於源極接VCC時的狀況（高端驅動）。

下圖是MOS管開關電路，輸入電壓是Ui，輸出電壓是Uo。
當Ui較小時，MOS管是截止的， Uo＝Uoh＝Vdd；
當Ui較大時，MOS管是導通的， Uo =Ron/(Ron+Rd)*Vdd，因爲Ron<<Rd，因此輸出爲低電平，即Uo＝0。

應用實例：
如下是某筆記本主板的電路原理圖分析，在此mos管是開關做用:
PQ27控制腳爲低電平，PQ27截止，而右側的mos管導通，因此輸出拉低；

電路原理分析:
PQ27控制腳爲高電平，PQ27導通，因此其漏極爲低電平，右側的mos管處於截止狀態，因此輸出爲高電平。

總體看來，兩個管子的搭配做用就是高低電平的切換，這個電路來自於筆記本主板的電路，可是這個電路模塊也更常見於複雜電路的上電時序控制模塊，GPIO的操做模塊等等應用中。

2. MOS管的隔離做用
MOS管實現電壓隔離的做用是另一個很是重要且常見的功能，隔離的重要性在於：擔憂前一極的電流漏到後面的電路中，對電路系統的上電時序，處理器或邏輯器件的工做形成誤判，最終致使系統沒法正常工做。所以，實際的電路系統中，隔離的做用很是重要。

好比，上下兩個圖就是經過源極的高低電平來控制MOS管的通斷，來實現信號電平的隔離，由於MOS管有體二極管，而且是反向的，因此並不會有信號經過MOS管漏過去。這是一個很是經典的電路，而且能夠經過搭配衍生出不少實用的電路。

好比，下面這個IIC總線中電平轉換電路，其實跟上面的電路存在極大的類似性。

電路分析：
SDA1爲高電平(3V3)時，TR1截止，SDA2輸出爲高電平（5V）；
SDA1爲低電平(0V)時，TR1導通，SDA2輸出爲低電平。

總結：在筆記本主板上用到的NMOS可簡單分做兩大類：信號切換用MOS管： Ug比Us大3V---5V便可，實際上只要導通便可，沒必要須飽和導通。好比常見的：2N7002，2N7002E，2N7002K，2N7002D，FDV301N。電壓通斷用MOS管： Ug比Us應大於10V以上，並且開通時必須工做在飽和導通狀態。常見的有：AOL1448，AOL1428A，AON7406，AON7702， MDV1660，AON6428L，AON6718L