MOS管导通压降以及导通条件过程介绍

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MOS管导通特性概述

金属-氧化层?半导体场效晶体管，简称金氧半场效晶体管（Metal-Oxide-Semiconductor?Field-Effect?Transistor,?MOSFET）是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管（field-effect?transistor）。MOSFET依照其“通道”的极性不同，可分为“N型”与“P型”?的MOSFET，通常又称为NMOSFET与PMOSFET，其他简称尚包括NMOS?FET、PMOS?FET、nMOSFET、pMOSFET等。

MOS管的source和drain是可以对调的，他们都是在P型backgate中形成的N型区。在多数情况下，这个两个区是一样的，即使两端对调也不会影响器件的性能。这样的器件被认为是对称的。和晶体管不一样，MOS管的参数中没有直接给出管压降，而是给出导通电阻Rds（on），SI2301的导通电阻在Dd=3.6A时是85mΩ，在Id=2A时是115mΩ，这样可算出它的管压降在3.6A和2A时分别为0.306V和0.23V。

导通的意思是作为开关，相当于开关闭合。NMOS的特性，Vgs大于一定的值就会导通，适合用于源极接地时的情况(低端驱动)，只要栅极电压达到4V或10V就可以了。?PMOS的特性，Vgs小于一定的值就会导通，使用与源极接VCC时的情况(高端驱动)。但是，虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动，但由于导通电阻大，价格贵，替换种类少等原因，在高端驱动中，通常还是使用NMOS。

mos管导通压降多大

如图一个用于信号控制的小功率N沟道MOS管2N7000，当Rds（on）是MOS管导通时，D极和S极之间的内生电阻，它的存在会产生压降，所以越小越好。D极与S极间电流Id最大时完全导通。在图中可以看到Vgs=10v完全导通，电阻Rds=5欧左右，电流Id=500mA（最大，完全导通），产生压降Vds=2.5v。而Vgs=4.5v时，Id=75mA（不是最大，没完全导通），Rds=5.3欧左右，虽然没完全导通，但产生的压降Vds=0.4v最小，比Vgs=10v产生的压降小得多。对于信号控制（控制DS极导通接地实现高低平）来说只要电压，不需要电流（为什么？这里是信号和电源的区别，基础很重要，这里不做解释，不懂的请先恶补一下基础），所以只要求MOS管导通时产生的压降越小越好，可以使D极的电压直接被拉为接近0v，因此首选Vgs=4.5v左右，而不选10v。有些用于信号控制的MOS管如2N7002K，Vgs为10V和4.5V时产生的压降差不多，可以根据情况选择10v或者4.5v左右的导通电压。因此对信号控制来说，原则上是选择导通时产生的压降越小越好。

那么对于使用在电源控制方面，既需要电压也需要电流的大功率MOS管来说，就需要完全导通，那么导通电压是多少呢？我们再来看一个大功率N沟道MOS管AO1428A，如下图

从图中可以看出Vgs为10v和4.5v时，Id为12.4A，都达到最大，都可完全导通。但10v比4.5v的导通电阻小，产生压降小（大约差0.7v），并且10v的开关速度快，损失的能量少，开关效率高，所以首选10v。至于P沟道MOS管，跟N沟道的差不多，这时不做解析了，它用在信号控制方面的很少，主要是用在电源控制如AO4425，G极电压必须低于S极10V以上，也就是Vgs《-10v，才能完全导通（Rds= 9 mΩ左右）。如下图