整理笔记——MOS管、三极管、IGBT

一、MOS管

        

        在实际生活要控制点亮一个灯，例如家里的照明能，灯和电源之间就需要一个开关需要人为的打开和关闭。

        再设计电路板时，如果要使用MCU来控制一个灯的开关，通常会用mos管或是三极管来做这个开关元件。这样就可以通过MCU的信号来控制这个灯的开关和开关时间。

        灯只是一个示意，实际使用时可以替换为电机或是水泵等等。

1.1、NMOS

        NMOS可以成是一个由电压控制的电阻.。电压指的是G、S两端的电压差，电阻指的是D、S之间的电阻值。这个电阻值的大小会随着G、S之间的电压差变化。

         D、S之间的电阻值与是G、S两端的电压差，并非是一个线性的关系，如下图所示，当Vgs小于一定值时，Rds之间的电阻几乎是无穷大的。

        当电压大于临界值时，电阻骤降，这个临界值成为：Vgs（th），是mos管选型的一个重要参数。

         当MOS管被完全打开时，DS之间的电阻值成为RDson，再数据手册一样能看到，也是器件选型时需要考虑的参数。

1.2、PMOS

        PMOS与NMOS的控制逻辑是相反的。

        通常对于芯片等有源器件，使用PMOS作为上管控制，

        对于灯泡、或者电机这种无源功率器件，使用NMOS作为下管控制。       

二、三极管

        

        三极管的放大状态、饱和状态、截止状态等基础内容，这里不在细说了，随便一本说上都有相关的介绍。

2.1 MOS管与三极管的区别

•          MOS管是电压控制的元件、三极管是电流控制的元件。三极管的B、E之间存在一个二极管。维持三极管打开的必要条件就是B、E之间存在持续的电流。当电流消失时，开关立即断开。而MOS管只需要保持G、S之间的电压差即可保持开关状态，不需要有持续的电流。

• 因为保持三极管打开需要持续的电流，所有三极管更耗电。大型集成电路多采用MOS管作为基础元件。
• 三极管的导通阻抗大，MOS管的导通阻抗小。例如当MOS管导通时，D、S之间的电阻很小，假设为10毫欧，通过10A电流时的工号约为1W。而三极管的C、E之间是一个二极管，二极管上的压降为0.4V，同样通过10A电流时，功耗为4W。

        

•  三极管相比MOS管的价格便宜
• 三极管可以耐大电流，MOS管做不到这一点。