如何分析三級管和Mos管應用。

本篇文章為大家展示了如何分析三級管和Mos管應用。，內(nèi)容簡明扼要并且容易理解，絕對能使你眼前一亮，通過這篇文章的詳細介紹希望你能有所收獲。

1.開關三極管

三級管npn和pnp當開關使用，工作于截止區(qū)和飽和區(qū)(相當于電路的切斷和導通)。

NPN三極管做開關管時，當基極Vin為低電壓時，由于基級沒有電流，因此集電極亦無電流，致連接于集電極的負載也沒有電流，而相當于開關開啟(關閉狀態(tài))，此時三極管工作于截止(cut off)區(qū)。

同理NPN三極管當基極Vin為高電壓時，由于基級有電流流動，因此使集電極流過更大的電流，因此負載回路被導通，而相當于開關閉合(連接狀態(tài))此時三極管工作于飽和(saturation)區(qū)。

圖1.NPN三極管當做開關管使用實例

當LED_DPI為高電平時，三極管集電極和發(fā)射極導通，LED_DPI_TC由于三極管導通使之接地。

圖2.兩只三極管組合形式的開關管

兩個三極管組合起來這種方式也可以形成開關管，這種連接方式也稱為達林頓管，這兩個三極管串連組成的一只等效的新三極管，其放大倍數(shù)是原來的兩只三極管之積，它可以放大非常微小的信號。它同時也可以做開關管，其通斷情況于一只三極管通斷情況相同。

達林頓管就是兩只三極管適當?shù)倪B接起來，組成一個等效三極管(通斷以第一個三極管為準)，電流放大倍數(shù)是二者之積，常用于功率放大和穩(wěn)壓電路中。達林頓管電路有幾種接法：NPN+NPN,PNP+PNP,NPN+PNP,PNP+NPN,它們的通斷情況都是以第一只的為準。

以上都是相關與NPN三極管當開關管的情況。

PNP和NPN兩種三極管做開關，原理類似，但所需邏輯電平剛好相反。

圖3.PNP三極管當開關時電路圖

圖3中當基極為低電平時，三極管導通，如果為高電平，三極管截止。

總結：

• 三極管當開關管情況下，NPN三極管如果要導通，要輸入高電平，如果輸入低電平，三極管截止。PNP三極管如果要導通，要輸入低電平，如果輸入高電平，三極管截止。

• 三極管當做開關時技巧：三極管上箭頭(發(fā)射極)所在的方向的二極管只需要二極管正向導通，那么三極管上下就能導通。三極管作開關時不涉及任何所謂公式，放大倍數(shù)。

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三極管有以下特性：

IE=IB+IC

IC=β*IB(其中β≈10~400)

如果IB=0，那么IE=IC=0

工作在放大區(qū)時微弱變化的電信號通過三極管放大成波幅很大的電信號。

IC=β*IB(其中β≈10~400)

圖4.三極管放大電路

此電路放大到一定狀態(tài)到飽和狀態(tài)時也是一個開關管。

• 控制電機正反轉電路:

• 

此電路可以控制相對于功率小的電機正轉或者反轉，當R1端輸入高電平電機正轉，R2端輸入高電平電機反轉。具體原理就不在這里贅述。

2.mos管通斷

關于mos管和三極管的封裝

三極管：1B,2E,3C

Mos管：1G,2S,3D

圖中，Q1表示N溝道，Q2表示P溝道。（判斷方法，在G柵極記住為溝道，箭頭表示PN結，在溝道位置對應是什么結就表示什么溝道）

箭頭指向G極的就是N溝道，箭頭背向G極的是P溝道，它們兩個寄生的二極管均于箭頭方向一致。

Nmos：（G極高電平，比S極高3V）D極接輸入,S極輸出；

Pmos：（G極低電平，比S極底3V）D極接輸出,S極輸入；

N溝道導通時：Ug>Us,Ugs>Ugs(th)

P溝道導通時：Ug<Us,Ugs<Ugs(th)

N溝道管子加正向電壓即導通溝道加反向電壓，一般2V-4V。(即圖中PN結反向時,且PN結壓降有達到要求，即可導通)

N型管在柵極為高電平時候導通，低電平時候關閉截止。

P型管在柵極為底電平時候導通，高電平時候關閉截止。

以上都針對增強型mos管，耗盡型一般不常用。

場效應管的作用有信號轉換和控制電路通和斷的作用。

Mos管通斷判斷速記：

MOS管導通條件，只要記住電壓方向與中間箭頭方向相反即為導通(當然，這個相反的電壓需要達到MOS管開啟電壓)。導通時候，都是電流方向和箭頭PN結相反的流動方向。(可以理解為G極和S極壓差，使得PN結被擊穿，讓電流反過PN結流動，導通后電路方向和其二極管方向相反)

例如：導通電壓為3V的N溝道MOS管，只要G的電壓比S極電壓高3V即可導通(導通過程D的電壓比S要高)，同理導通電壓為3V的P型mos管，只要G電壓比S極電壓低3V即可導通(導通過程S極電壓比D極高)。

Mos管做開關典型應用：

圖5.N溝道m(xù)os管做開關的情況(N溝道的電路圖通斷情況描述如圖)

圖6.P溝道m(xù)os管做開關的情況

在圖6中P溝道的電路：P溝道的mos控制管控制GPS模塊電源通和斷，芯片電壓控制引腳為低電平時導通，GPS模塊正常供電。

電源開關電路：

尤其是mos管的電源開關電路，常用于各個“功能模塊”電路的電源通斷控制。(如上述的P型mos管電路)

圖7.P型mos管做電源開關電路時模型和控制方式。

用mos管實現(xiàn)電源開關電路，并且?guī)к涢_啟功能如下。

設計軟啟動，軟啟動是指電源緩慢開啟，以限制電源啟動時的浪涌電流。(浪涌電流可令電源系統(tǒng)不堪重負而掉電，導致系統(tǒng)不穩(wěn)定，嚴重會損壞電路上的元器件)電壓示意如圖所示：

在設計中，只需要添加一個電容C1和電阻R2就可以實現(xiàn)軟啟動(soft start)功能。

分析：控制電源信號control為低或者高阻狀態(tài)時，二極管Q2拉低到地，Q2不導通，+5v_out就沒有輸出，電阻R4是為了在control為高阻狀態(tài)時，將三極管基極固定在低電平，不讓其浮空。

控制信號為高電平時，三極管Q2飽和導通，進而C1通過電阻R2充電，即C1與G極相連電壓5V緩慢下降到0V，導致Vgs電壓逐漸增大。

Mos管Q1的Vgs緩慢增大。令其緩慢打開，到完全打開，最終Vgs=-5V時，利用C1電容充電時間實現(xiàn)Q1緩慢打開，實現(xiàn)軟啟動。

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