MOS管_一些常用的硬件设计电路分析

MOS管_一些常用的硬件设计电路分析

　　1. 概述

　　芯片的集成度虽然越来越高，但是整个电路功能的实现，还是离不开分离器件的搭配本文所介绍的功能，使用三极管也是可以的，但是实际应用中，多使用 MOS 管，故本文多以 MOS 管进行说明。

　　2. 应用

　　2.1 NMOS 开关控制

　　如图，通过 NMOS 的开关作用，完成对 LED 的亮灭控制。此时 MOS 管工作于截止区和可变电阻区。

　　对于 NMOS ，当 Vgs = Vg - Vs > 0 时，NMOS 导通；当 Vgs = Vg - Vs < 0 时，NMOS 断开。

　　2.2 PMOS 电源控制

　　2.2.1 IO 控制

　　PMOS 在整个电路系统中，其中某一部分的电路上电通过控制中可以方便用于通断控制。 上图的电路中，使用时需要注意的一点是 VCC_IN 与控制端的电平 PWR_CON 要处于同一标准（eg：VCC_IN = 3.3V；PWR_CON 高电平 = 3.3V） 。

　　对于 PMOS ，当 Vgs = Vg - Vs < 0 时，PMOS 导通；当 Vgs = Vg - Vs > 0 时，PMOS 断开。

　　因为 MOS 管的导通压降是非常小的，所以在 Rds 之上的能量损耗是比较少的。

　　2.2.2 NMOS 控制 PMOS

　　进一步地，上图的电路可以扩展为下图，PMOS 的栅极通过 NMOS 来控制。

　　拓展为此电路，针对 VCC_IN 与 PWR_CON 电压就没有强制的要求了。当 PWR_CON 为高电平的时候，NMOS 导通，PMOS 的栅极被拉低到低电平，PMOS 导通，VCC_OUT 有电压输出；反之，当 PWR_CON 为低电平时，NMOS 关断，从而使 PMOS 也断开，这样就完成了 VCC_IN 输出电压到 VCC_OUT 的控制。#### 2.2.3 按键上电控制

　　上图的电路，就可以完成所谓的按键开机的功能。

　　（1）按下 K1 按键，PMOS 的栅极被拉低，Vgs < 0，PMOS 导通，VCC_OUT 有电压输出；

　　（2）VCC_OUT 有电压输出，按键按下时可完成对 MCU 的供电，然后软件端通过 MCU 的 GPIO 进而控制 NMOS 的栅极，即 PWR_CON 。先通过 KEY_DET 检测到按键动作，然后把 PWR_CON 设置为高电平，NMOS 导通，使得 PMOS 也导通，这时候抬起按键，VCC_OUT 一端也有电压稳定输出，就实现了按键上电开机的功能。

　　此电路的二极管，功能是防止电压反窜和 对MCU 的 GPIO 的保护。

　　功能流程：