(4)电路设计-晶体管（Transistor）_nmos关闭不了-程序员宅基地

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NMOS用法

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===========================================PMOS用法

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PMOS/NMOS 选型时主要参考3个参数

Vgsth: 打开nmos需要的gs电压, 需要小于控制高电平的电压值

Rdson: nmos被完全打开时的DS电阻, Rdson越小越好, 不过价格会高, 封装会大

       Cgs: 指的是G和S之间的寄生电容, 影响nmos的打开速度, 一般Cgs和Rdson成反比关系

===========================================PMOS对比NMOS

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1. 正确接法

PMOS 低电平开启, 高电平关闭, 由Vgs电压控制

NMOS 高电平开启, 低电平关闭, 由Vgs电压控制

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2. NMOS 错误接法靠近+5V, 此时如果NMOS开启, DS之间电阻接近0, 此时Source电压接近5V, 如果还要维持NMOS开启状态, Vgate 需要大于 Vource+Vgsth , 差不多时10V了, 而系统电压最高为5V, 此时就无法维持nmos打开的状态, NMOS陷入了一个不确定的状态, 因此不能将NMOS放在上面靠近+5V的地方. 同理PMOS也不建议放在靠近GND的地方.

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3. 对于灯泡来说放在上面下面没有区别, 但是如果是芯片就有区别了, 如果MOS管在下面, 如图中的NMOS. 芯片的负极也就是GND没有直接接地. 芯片的GND和地之间隔了一个MOS管, 这样在NMOS打开的时候, 芯片就没有办法和其他的芯片良好的共地, 可能会有通信混乱的问题. 同时在NMOS关闭的时候, 因为芯片的VCC一直连着电源, 电流有可能直接通过IO口流出去, 有可能让芯片进入未知的状态. 所以如果是控制芯片的话, 使用PMOS, 把芯片放在下面比较合适. 这样既可以使芯片GND良好接地, 又可以完全掐断VDD的电源.

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4. 总结:

#1 一般对于灯泡, 电机等无源功率器件, 可以利用NMOS作为下管控制

#2 对于芯片等有源器件, 一般利用PMOS作为上管控制

#3 能用NMOS, 优先用NMOS, 否则用PMOS

===========================================MOS管对比三极管

三极管 高电平开启, 低电平关闭

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三极管对比MOS管

BE之间可以理解为存在一个二极管, 也就在BE之间产生一个电流的通路,当给三极管施加高电平的时候, BE之间就会产生持续的电流, 只有存在这个持续电流时, 三极管才会被打开, 这个持续电流是必要条件.

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MOS管的优势1: 省电, 保持MOS的打开状态, 不需要额外的电流

MOS管的优势2: 导通阻抗小(其实还是省电), MOS管导通后, DS间相当于一个电阻, 阻值一般小于10毫欧,如果是10A的通过电流, 损耗为1W. 而三极管导通后CE间相当于一个二极管, 一般有0.4V的压降, 如果10A的通过电流, 损耗为4W.

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三极管的优势1: 便宜, 对于LED或者小电机, 电流小于1mA, 使用三极管划算, 常用于小功率, 或对功耗不敏感的场景下

常用型号S8050-0.03元

常用电平转换电路

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三极管的优势2:耐高压大电流, MOS因为工艺问题, 如果要做高压, Rdson就很大

===========================================NPN对比PNP

PNP导通, 需要发射极E电压 比 基级的电压要高, 比如这里发射极5V情况下, 基级电压Vb需要小于4.3V. 即Veb要大于导通电压0.7V

NPN导通, 需要Vbe电压大于导通电压0.7V, 比如这里Vb电压需要大于0.7V

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===========================================稳压二极管(齐纳二极管)

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普通二极管有单向导通性, 如果给他施加一个反向电压时, 会表现出反向截至的特性, 反向电压大到一定程度时, 二极管就被反向击穿了, 二极管永久损坏了

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稳压二极管, 如果施加超过一定值的反向电压时, 它也会被击穿, 但并不会被损坏.

比如反向击穿电压时6V的齐纳二极管.当他反向击穿后, 不管流过他的电流是多少,

它两端的电压都会维持在6V不变 . 如下图, 不管R2是6还是3欧姆, 它两端的电压都是6V.

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当把R2看成一个负载, 可以认为齐纳二极管把12V电源, 稳定在了6V, 这就是其工作原理. 

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注意点1: R1必须存在, 不然稳压管上的电流过大而烧毁

注意点2: R2取值有一定限制, 比如R2等于1欧姆时,稳压管就不起作用了, 因为如果按照这个思路, 会得到一下错误的分析图

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实际此时稳压管应该没有被击穿, 可以当其不存在, 得到如下正确的分析图Va点时4V, 确实无法将稳压管击穿

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重要选型参数1

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重要选型参数2, 稳压管工作时会有电流流过他, 所以会发热, 发热功率计算是电压x电流

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稳压管不能替代电源芯片, 稳压管的限制

1. 不适合大负载的场景, 不然发热很严重, 正常情况下适合几十毫安负载的场景

2. 缺乏反馈, 输出不稳定, 负载的跳变和输入电源的跳变, 都会引起输出电压的剧烈波动

===========================================IIGBT=MOS+三极管

把三极管和MOS管组合在一起使用, 就可以在承受很高电压时, 又能承受很大电流了,而MOS管和三极管的组合就是IGBT

单片机输出高电平时, MOS管打开, 三极管EB流通电流, 因此三极管EC打开

单片机输出低电平时, MOS管关闭, 三极管EB不流通电流, 因此三极管EC关闭

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晶体管工作中的栅极电阻

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