我們在常規使用中,NMOS和PMOS的電流一般朝著一個方向流動,如下:
NMOS:D—S
PMOS:S—D
實際上,BJT的電流與MOS管有很大區別。BJT的電流方向是固定的,但MOS管并非唯一。我們知道,寄生二極管,即體二極管,MOS管的電流方向與其極性是相反的。
也就是說,當MOS管在進行開關使用時,導通電路只會通過MOS管的主體流過。體二極管在此不會有額外的電流通過。
當MOS管關閉時,MOS管會處于完全關閉的狀態(因為沒有電流流過)。
如下圖:MOS管的體二極管為圖中的Di
那么,如果電流方向反過來呢?是否也是這種情況?
我們看下面這張圖:MOS管的體二極管為圖中的Di:
與上面那張相反。當MOS管的電流方向為:
NMOS:S—D
PMOS:D—S
我們會看到,其電流方向與各自的體二極管的極性是相同的。
當MOS管進行開關使用時,導通時電流從MOS管的主體流過,也會有額外的電流流過同極性的體二極管(但只有少量)。
當MOS管處于關閉狀態時,MOS管不會完全關閉,并且會有較大的電流從體二極管通過。
這與我們之前講過的類似:當VGS滿足于驅動條件時,漏極電位高于源極,電流從D—S,源極電位高于漏極,電流從S—D。這主要看的是漏極與源極之間的電位。
那么,為什么在開關使用場景中,我們經常看到的是圖一的電流流向呢?
拿NMOS作另外的電流流向S—D來舉例子。
當NMOS以電流為S—D的使用方式,用于開關使用時,當NMOS關斷時,會有較大的電流在體二極管處通過,即圖中的Di。這在實際應用中達不到開關的效果。
這也是為什么我們通常將NMOS以D—S來進行開關操作。
那么,S—D就沒有實際使用意義了嗎?
還是那句話嘛,存在即合理。
在防反接電路中,它就能發揮特別的作用了。
在這里我們暫不進入深入研究,簡單說下工作原理即可。
拿一個N-MOSFET來做一個防反接電路:
當電源正極,經過后級負載電路接到體二極管,體二極管會導通,此時S極的電壓大概為0.7V(體二極管導通電壓)。
與此同時G極(柵極)接的是電源正極,這時Vgs=Vcc-0.7V>Vgsth,NMOS管就會導通。
當NMOS管導通后,導通壓降基本為0,那么Vgs等于Vcc,MOS管保持導通狀態。
因此,整體電源通路就是通的,電源給后級負載供上了電,后級電路正常工作。
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