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MOS管開啟電壓定義,mos管開啟電壓一般多少-KIA MOS管

信息來源:本站 日期:2025-06-25 

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MOS管開啟電壓定義,mos管開啟電壓一般多少-KIA MOS管


MOS管開啟電壓定義

MOS管的開啟電壓(閾值電壓)是指柵極與源極之間的電壓(VGS)達到一定值時,半導體表面形成導電溝道所需的最小電壓值,其具體數(shù)值因MOS管類型(N溝道/P溝道)和型號而異,通常N溝道為1-2.5V,P溝道為-1至-3V。


開啟電壓(Vth)是MOS管從截止狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閷顟B(tài)的臨界電壓,主要由以下因素決定:

1.溝道類型:N溝道MOS管需VGS>0(典型值1-2.5V),P溝道需VGS<0(典型值-1至-3V)。

2.工藝參數(shù):包括柵氧化層厚度、半導體載流子濃度等。

3.應用場景:高端驅(qū)動需額外升壓(如VCC+4V)以確保完全導通。


mos管開啟電壓一般多少?

電路中,MOS管的開啟電壓取多少最為合適呢?比如:某Nmos VGS范圍為正負20V,柵極閾值電壓(VGSth)最小為0.8V,最大為1.5V。

MOS管開啟電壓

那么此時的Mos管柵極電壓取多少最為合適?


在電路中,MOS管的開啟電壓(通常指的是閾值電壓)決定了MOS管從截止狀態(tài)到導通狀態(tài)所需的柵源電壓(VGS)的最小值。對于NMOS管,當VGS大于Vth時,管子開始導通。


考慮到NMOS管的VGS范圍和VGSth范圍,我們可以進行以下分析:

VGS范圍:正負20V。這意味著該NMOS管可以承受從-20V到+20V的柵源電壓。VGSth范圍:0.8V(min)到1.5V(max)。這意味著為了使NMOS管從截止狀態(tài)變?yōu)閷顟B(tài),柵源電壓VGS至少需要達到2V,但也可能在1.5V時才開始明顯導通。


為了選擇合適的柵極電壓,我們需要考慮以下幾點:

功耗:如果VGS設置得太高,雖然可以確保MOS管完全導通,但可能會增加功耗。


穩(wěn)定性:為了確保MOS管在各種條件下都能穩(wěn)定工作,VGS應設置在VGSth的上方。噪聲裕量:考慮到電路中的噪聲和波動,VGS應有一定的裕量,以確保在噪聲干擾下仍能正常工作。


基于上述考慮,一個常見的做法是將VGS設置為VGSth的最大值加上一定的裕量。在這個例子中,VGSth的最大值是1.5V,我們可以在此基礎上增加一個裕量,接下來討論下這個裕量如何確認首先看下VGS跟IDS的對應關系曲線圖:

MOS管開啟電壓

在不同的Vgs電壓下lds電流時不同的,在Vds=1V的前提下

當Vgs=2.5V時,Ids=0.2A;

當Vgs=10V時,Ids=0.9A;

而持續(xù)ld=500mA,從曲線關系圖得出,當Vgs大于3V時最為合適,而4V到10V之間lds變化趨勢不大;

接下來我們看下導通電阻Rds_on與lds在不同Vgs電壓下的對應關系:

MOS管開啟電壓

當Ids=0.1A,在Vgs=2.5V、4.5V和10V下的Rds_on分別是2.7歐姆、1.2歐姆和1歐姆。由此推出當Vgs=2.5V時,Rds_on過高,而Vgs=2.5V和10V時,Rds_on_on差別不大,此時VGS最佳開啟電壓在4.5V到10V。


由上分析知:Vgs=10V時,Rds_on最小,Ids最大,如果要求過電流要大此時比較合適;

然而還需要考慮一點是導通損耗,即P=lds^2*Rds_on。

所以當過電流不需要很大時,選擇Vgs=4.5V對整體性能更加兼容。


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