抛开教科书,实例分析MOSFET是如何工作的?
MOS管有三个极:栅极G、源极S、漏极D(如图)。
MOS管的工作原理与上期讲的BJT类似,不过还是有区别的。
BJT晶体管的电流一般是从基极流向发射极,它决定了从集电极到发射极能够流多少电流。
然而对于MOS管,有多少电流从漏极流向另一个源极,取决于电压栅极和源极之间的电流。
打开MOS管
当栅极和源极之间的电压高于晶体管的阈值电压时,MOS管打开,例如有一个栅源阈值电压是2.1V。
事实上MOSFET的阈值电压即它关闭的电压。因此若要正确打开MOS管,则需要稍微高一点的电压。
电压多高,取决于你想要通过多大的电流。如果只是比阈值高出几伏,通常对低电流的东西来说就足够了。例如打开一个LED。
不过,即使你使用足够高的电压,能够使1A的电流通过,但这也并不意味着你能够得到1A,只是意味着你想让1A能够通过,实际的电路连接特性才决定了实际的电流。
如上图,R1的值并不重要,但大约在10kΩ就能正常工作。但是它的目的在于关闭MOS管。R2则用来设置LED亮度,对于大多数的LED,1kΩ就能很好工作。
2.关闭MOS管
当在栅极和源极之间施加电压时,电压会一直保持到放电为止,它的功能有点类似电容器。
当有了电阻R1,栅极源极的电容就有了放电的闭环回路,晶体管就会再次关闭。如果没有了R1,晶体管就不会关闭。
关于栅极电流
若你想控制MOSFET,比如用单片机,需注意一点:开启晶体管时,栅极流入的电流。
像之前说的,MOSFET的栅源像一个电容器,充电后就不会有更多电流流过。所以,MOSFET开启后,栅极是没有电流的。
但MOSFET刚开启时,会有一个电流,就像你给电容器充电时一样。在非常短的时间内,可能会有一大堆电流流动。
在选择MOSFET时要注意两点:
这个栅-源阈值电压。你需要更高的电压才能打开晶体管。
这个连续漏电流,这是流经晶体管的最大电流。
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