我們在常規(guī)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(qū)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(dāng)MOS管在進(jìn)行開關(guān)使用時,導(dǎo)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(dāng)MOS管關(guān)閉時,MOS管會處于完全關(guān)閉的狀態(tài)(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(dāng)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(dāng)MOS管進(jìn)行開關(guān)使用時,導(dǎo)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(dāng)MOS管處于關(guān)閉狀態(tài)時,MOS管不會完全關(guān)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(dāng)VGS滿足于驅(qū)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(guān)使用場景中,我們經(jīng)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(dāng)NMOS以電流為S—D的使用方式,用于開關(guān)使用時,當(dāng)NMOS關(guān)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(yīng)用中達(dá)不到開關(guān)的效果。
這也是為什么我們通常將NMOS以D—S來進(jìn)行開關(guān)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(fā)揮特別的作用了。
在這里我們暫不進(jìn)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(dāng)電源正極,經(jīng)過后級負(fù)載電路接到體二極管,體二極管會導(dǎo)通,此時S極的電壓大概為0.7V(體二極管導(dǎo)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(dǎo)通。
當(dāng)NMOS管導(dǎo)通后,導(dǎo)通壓降基本為0,那么Vgs等于Vcc,MOS管保持導(dǎo)通狀態(tài)。
因此,整體電源通路就是通的,電源給后級負(fù)載供上了電,后級電路正常工作。
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