MOS管最常见的几种应用电路（开关、放大、时序、双向电平）
|
一、开关和放大器 MOS管最常见的电路可能就是开关和放大器。 1. 开关电路
G极作为普通开关控制MOS管。 2. 放大电路
让MOS管工作在放大区，具体仿真结果可在上节文章看到。 二、时序电路中作为反相器使用
下图示例电路中，芯片1正常工作时，PG端口高电(píng)。
这时MOS管起到的就是反相的作用。 三、双向电(píng)转换电路 1. 原理图 下面是一个3.3V-5V信号通讯中电(píng)转换电路。
2. 工作状态分析
假设：左边接芯片信号 3.3V，右侧芯片信号5V。 （1）分析SDA，信号从左向右 当SDA低电(píng)， D1 的 GS 压差73.3V可以导通，VGA_SDA也是低电(píng) 。 当SDA高阻抗状态，D1的S引脚有R2上拉到3.3V，MOS管GS截止。由于VGA_SDA由R5上拉到5伏，这时VGA_SDA就是5V。 （2）分析SDA，信号从右向左 当VGA_SDA低电(píng)，由于D1中有体二极管的存在，S初始被R2上拉，当D极是0的时候，S极会被钳在导通电压约0.2V左右，最终I2C_SDA为低电(píng)；
当VGA_SDA高电(píng)，D1的D极高电(píng) ，而S被R2上拉，这时MOS管不会导通，所以I2C_SDA输出高电(píng)。 四、线或功能 1. 原理图
2. 工作状态分析 上面电路实现的效果是： IC1和IC2都输出低电(píng)时，LED熄灭； 其它情况下，LED都会点亮。 MOS管在这里实现的仍是开关的功能，但是避免IC1和IC2的端口直接相连造成信息干扰，同时芯片控制端电压比较低，可以驱动较大的负载。 由于IC1和IC2任何一个输出高电(píng)时，都会导通一个MOS管，从而让LED可以点亮。 五、开关电路 常见的简单电源切换电路如图1所示，但这个电路应用条件是有限制和缺陷的，比如电池电压VBAT不能大于外部电压VIN，常见的电池电压为3.7~4.2V，外部电压为USB的5V时没有问题，但是电池电压为7.2V就不能使用了；肖特基二极管的压降虽然已经较小，但是依旧有零点几伏左右，损失的功耗较多，5V外部电压进来就只变成4V多了；外部电压供电时，会通过P型MOS管的体二极管给电池进行非正规充电，当然这点可以通过将Q4 MOS管左右翻转一下解决。
图1 为了解决上述这些缺陷，项目中有时会使用较为复杂的改进电路，如图2所示。其工作原理简介如下：使用外部电源VIN时，三极管Q7导通，三极管Q6截止，P型MOSFET Q3由于栅极和源极通过电阻R4都接了电池电压VBAT，两者相等，Q3截止，电池电压VBAT无法达到输出端VCC；外部电源VIN接通时，VIN首先通过Q1 MOSFET的寄生二极管到达输出端VCC，同时Q2三极管导通，使Q1 MOSFET的栅极拉低到GND为低电(píng)，所以Q1的栅源极电压小于0且达到导通阈值电(píng)，Q1导通，然后Q1体内的寄生二极管就截止了，外部电源VIN通过Q1达到输出端VCC。此时，Q5 MOSFET的栅源极电压接近相等，Q5和体二极管均截止，防止了外部电源VIN对电池的非正规充电。 当没有外部电源VIN时，三极管Q7截止，三极管Q6导通，Q3 MOSFET的栅极电压为低电(píng)，栅源电压小于0且达到导通阈值电(píng)，Q3导通，然后通过Q5的寄生二极管达到输出端VCC，而Q5的栅极此时为低电(píng)，因此栅源电压也小于0，Q5导通，其寄生二极管截止，电池电压到达输出端VCC。
图2 由于电源主通路使用了三个MOSFET，MOSFET在完全导通后其压降远远小于肖特基二极管（只有零点零几伏），因此其导通损耗很低；而三个三极管虽然额外增加了一些功率损耗，但是由于三极管工作在完全饱和状态，在饱和导通压降一定的条件下，导通电流可以通过电阻值设置的相对较小，因此功耗也不会太高。同时该电路无论电池电压是否大于外部电源，都可以使用，通用性相对较为广泛。 审核编辑：汤梓红
|
