摘要:前兩天同學(xué)做了一個電路,功能就是用MOS管來控制一個電源的開關(guān),但是做出來后發(fā)現(xiàn)不能用控制MOS管的開關(guān),MOS管一直處于導(dǎo)通狀態(tài)。一起來看看到底是什么原因?
MOS管如何控制電源的開關(guān)?
說到開關(guān),我們腦海中首先浮現(xiàn)的就是各式各樣的機械開關(guān),常見的有自鎖開關(guān)、撥碼開關(guān)、船型開關(guān)等等。在電子電路中常用的還有各類半導(dǎo)體開關(guān),例如三極管開關(guān)、使用三極管級聯(lián)的達林頓管開關(guān)、MOS管開關(guān)、晶閘管開關(guān)等等。普通機械開關(guān)與半導(dǎo)體開關(guān)最大的差異就在于開關(guān)速度上的優(yōu)劣。機械開關(guān)通常是由人手動操作,其動作時間一般是幾十毫秒到幾百毫秒之間。而半導(dǎo)體開關(guān)開關(guān)頻率可以達到幾兆赫茲。
功率MOS管作為常用的半導(dǎo)體開關(guān),其驅(qū)動方式有什么特點呢?首先,我們認(rèn)為MOS管是電壓控制型器件,其正常工作時是不需要電流的(開或關(guān)的穩(wěn)態(tài)條件下),只要有維持電壓,MOS管即可保持開啟或關(guān)閉狀態(tài)。控制電壓是作用在G極和S極的。先在多數(shù)MOS管開啟的閾值電壓都比較低,拿常用的AO3400來講,其開啟閾值電壓只需2.5V。當(dāng)然更高的GS電壓可以降低MOS管自身的導(dǎo)通損耗。但是特別注意GS極電壓的極限值。GS之間的電壓有限制值,超過規(guī)定值將會導(dǎo)致MOS管的GS擊穿損壞。
所以說只要GS之間的電壓達到MOS管的開啟電壓,那么MOS管的DS之間就會導(dǎo)通。所以她的電路圖是這樣設(shè)計的:
我一看確實沒有毛病啊。默認(rèn)狀態(tài)下Q1是導(dǎo)通的G極相當(dāng)于接地,VGS=-5V,mos管處于導(dǎo)通狀態(tài),VOUT=5V啊,當(dāng)控制信號為低電平時,Q1截止VGS=0V,MOS管不導(dǎo)通VOUT=0V。
但是現(xiàn)在的情況是當(dāng)控制信號不管是低電平還是高電平,Vout都有電壓。這是什么情況?難道原理圖畫錯了?
其實到這里我就知道是什么原因了。于是我讓她好好檢查PCB看是不是有個地方畫錯了,她檢查了半天說原理圖和PCB都沒有畫錯,于是推斷自己買到了假貨,這個MOS管肯定是壞的。我沒有解釋,于是讓她仿真一下。
開關(guān)斷開后輸出電壓是5V
開關(guān)閉合,輸出電壓為0V
電路仿真確實沒有問題啊,于是讓她講一下這個電路原理,然后她仔仔細細的講解了一下這個電路的導(dǎo)通過程,還畫了一張動圖。
好了,關(guān)于電路的通斷過程她也是十分的清楚,電流的走向在上面的動圖都十分清楚的闡明了。還說她為了搞清楚這個問題在網(wǎng)上買的正版軟件,專門來仿真這個電路圖。
我一看竟然畫了這么多錢,決定告訴她這個電路你可能在什么地方出錯了。于是讓她在multisim軟件中把MOS管水平翻轉(zhuǎn)180度再仿真一遍,看看會出現(xiàn)什么現(xiàn)象。
這是開關(guān)沒有閉合時,輸出電壓5V
當(dāng)開關(guān)閉合式,輸出電壓還是4.7V
開關(guān)沒有閉合時,輸出電壓5V,當(dāng)開關(guān)閉合式,輸出電壓是4.7V,跟她遇到的問題一模一樣,所以告訴她的PCB中MOS的封裝畫錯了。
她說是自己在網(wǎng)上找的封裝,果然又是畫封裝畫錯了。初學(xué)者確實很容易把這個MOS管的三個極畫錯。
這是N-MOS管的封裝和實物圖
N-MOS
這是P-MOS管的封裝和實物圖
P-MOS
千萬不要搞混淆了,當(dāng)然如果大家在話原理圖和PCB的時候,一定要注意你的原理圖和封裝是不是一一對應(yīng)的,一般主要是封裝的尺寸和封裝的類型,比如SOT-23和SOT-223、SOT-323它們的封裝是有差別的,在看數(shù)據(jù)手冊時一定要注意。
審核編輯:湯梓紅
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