本文你可以獲得什么？

1. 實(shí)際工程應(yīng)用中常用的MOS管電路（以筆記本主板經(jīng)典電路為例）；
2. 學(xué)到實(shí)際系統(tǒng)中用到的開關(guān)電路模塊以及MOS管非常重要的隔離電路（結(jié)合IIC的數(shù)據(jù)手冊(cè)和筆記本主板應(yīng)用電路）；
3. MOS管寄生體二極管，極性判斷？

MOS管是很常見的電路元器件，主要有以下常見應(yīng)用：

放大器：MOS管可以用作放大器，通過調(diào)節(jié)柵極電壓來控制電流增益。這在放大音頻信號(hào)、射頻信號(hào)等方面非常有用。

開關(guān)：MOS管可以用作開關(guān)，通過調(diào)節(jié)柵極電壓來控制通斷狀態(tài)。這在數(shù)字電路、電源管理、電機(jī)驅(qū)動(dòng)等方面非常常見。

模擬開關(guān)：MOS管可以用作模擬開關(guān)，通過調(diào)節(jié)柵極電壓來控制通斷狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)的開關(guān)和選擇。

數(shù)字邏輯：MOS管在數(shù)字電路中廣泛應(yīng)用，例如作為邏輯門、存儲(chǔ)器單元等。

電源管理：MOS管可以用于電源管理電路中的電源開關(guān)、電源選擇、電源調(diào)節(jié)等。

DC-DC轉(zhuǎn)換器：MOS管在DC-DC轉(zhuǎn)換器中用于能量轉(zhuǎn)換和電壓調(diào)節(jié)。

下面將常用的電路，進(jìn)行電路分析和實(shí)際應(yīng)用案例講解：

1. MOS管開關(guān)電路

學(xué)習(xí)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(fā)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，可以被制造為增強(qiáng)型或者耗盡型，P溝道或N溝道共四種類型，但實(shí)際應(yīng)用的只有增強(qiáng)型的N溝道MOS管和增強(qiáng)型的P溝道MOS管。實(shí)際應(yīng)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(guī)則就是對(duì)于N溝道，由S極指向D極；對(duì)于P溝道，由D極指向S極。

如何分辨三個(gè)極？

D極單獨(dú)位于一邊，而G極是第4PIN。剩下的3個(gè)腳則是S極。

它們的位置是相對(duì)固定的，記住這一點(diǎn)很有用。

請(qǐng)注意：不論NMOS管還是PMOS管，上述PIN腳的確定方法都是一樣的。

MOS管導(dǎo)通特性

導(dǎo)通的意思是作為開關(guān)，相當(dāng)于開關(guān)閉合。

NMOS的特性：Vgs大于某一值管子就會(huì)導(dǎo)通，適合用于源極接地時(shí)的情況（低端驅(qū)動(dòng)），只要柵極電壓達(dá)到4V就可以了。

PMOS的特性：Vgs小于某一值管子就會(huì)導(dǎo)通，適合用于源極接VCC時(shí)的情況（高端驅(qū)動(dòng)）。

下圖是MOS管開關(guān)電路，輸入電壓是Ui，輸出電壓是Uo。

當(dāng)Ui較小時(shí)，MOS管是截止的， Uo＝Uoh＝Vdd；

當(dāng)Ui較大時(shí)，MOS管是導(dǎo)通的， Uo =Ron/(Ron+Rd)*Vdd，由于Ron< ，所以輸出為低電平，即Uo＝0。

應(yīng)用實(shí)例：

以下是某筆記本主板的電路原理圖分析，在此mos管是開關(guān)作用:

PQ27控制腳為低電平，PQ27截止，而右側(cè)的mos管導(dǎo)通，所以輸出拉低；

電路原理分析：

PQ27控制腳為高電平，PQ27導(dǎo)通，所以其漏極為低電平，右側(cè)的mos管處于截止?fàn)顟B(tài)，所以輸出為高電平。

整體看來，兩個(gè)管子的搭配作用就是高低電平的切換，這個(gè)電路來自于筆記本主板的電路，但是這個(gè)電路模塊也更常見于復(fù)雜電路的上電時(shí)序控制模塊，GPIO的操作模塊等等應(yīng)用中。

2. MOS管的隔離作用

MOS管實(shí)現(xiàn)電壓隔離的作用是另外一個(gè)非常重要且常見的功能，隔離的重要性在于：擔(dān)心前一極的電流漏到后面的電路中，對(duì)電路系統(tǒng)的上電時(shí)序，處理器或邏輯器件的工作造成誤判，最終導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常工作。因此，實(shí)際的電路系統(tǒng)中，隔離的作用非常重要。

比如，上下兩個(gè)圖就是通過源極的高低電平來控制MOS管的通斷，來實(shí)現(xiàn)信號(hào)電平的隔離，因?yàn)镸OS管有體二極管，并且是反向的，所以并不會(huì)有信號(hào)通過MOS管漏過去。這是一個(gè)非常經(jīng)典的電路，并且可以通過搭配衍生出很多實(shí)用的電路。

比如，下面這個(gè)IIC總線中電平轉(zhuǎn)換電路，其實(shí)跟上面的電路存在極大的相似性。

電路分析：

SDA1為高電平(3V3)時(shí)，TR1截止，SDA2輸出為高電平（5V）；

SDA1為低電平(0V)時(shí)，TR1導(dǎo)通，SDA2輸出為低電平。

總結(jié)：

在筆記本主板上用到的NMOS可簡單分作兩大類：

信號(hào)切換用MOS管：Ug比Us大3V---5V即可，實(shí)際上只要導(dǎo)通即可，不必須飽和導(dǎo)通。比如常見的：2N7002，2N7002E，2N7002K，2N7002D，F(xiàn)DV301N。

電壓通斷用MOS管：Ug比Us應(yīng)大于10V以上，而且開通時(shí)必須工作在飽和導(dǎo)通狀態(tài)。常見的有：AOL1448，AOL1428A，AON7406，AON7702， MDV1660，AON6428L，AON6718L

上面的電路是一個(gè)很好用的電路，好在哪？其實(shí)可以不用R73和C566, 但一般都會(huì)加上，有什么樣的優(yōu)點(diǎn)，值得思考（歡迎分析）！

MOS管應(yīng)用總結(jié)：

MOS管一般有以下使用電路功能

作為電子開關(guān)：MOS管可以用作控制電源通斷的電子開關(guān)，一般正極用PMOS管，負(fù)極用NMOS管控制。

緩啟動(dòng)：在有大電容負(fù)載時(shí)，需要對(duì)電源作緩啟動(dòng)設(shè)計(jì)，防止浪涌電流過大導(dǎo)致電源電壓跌落和系統(tǒng)復(fù)位等嚴(yán)重缺陷。

防反接：在電源接口設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮反接的問題，避免電路燒壞造成損失。PMOS管常用在正極，NMOS管常用在負(fù)極。

邏輯轉(zhuǎn)換：MOS管可以實(shí)現(xiàn)電平邏輯高低轉(zhuǎn)換。