mos管簡介
mos管是金屬（metal）—氧化物（oxide）—半導體（semiconductor）場效應晶體管，或者稱是金屬—絕緣體（insulator）—半導體。MOS管的source和drain是可以對調的，他們都是在P型backgate中形成的N型區。在多數情況下，這個兩個區是一樣的，即使兩端對調也不會影響器件的性能。這樣的器件被認為是對稱的。
雙極型晶體管把輸入端電流的微小變化放大后，在輸出端輸出一個大的電流變化。雙極型晶體管的增益就定義為輸出輸入電流之比（beta）。另一種晶體管，叫做場效應管（FET），把輸入電壓的變化轉化為輸出電流的變化。FET的增益等于它的transconductance，定義為輸出電流的變化和輸入電壓變化之比。市面上常有的一般為N溝道和P溝道，詳情參考右側圖片（N溝道耗盡型MOS管）。而P溝道常見的為低壓mos管。
mos管主要參數
1.開啟電壓VT
·開啟電壓（又稱閾值電壓）：使得源極S和漏極D之間開始形成導電溝道所需的柵極電壓；
·標準的N溝道MOS管，VT約為3～6V；
·通過工藝上的改進，可以使MOS管的VT值降到2～3V。
2.直流輸入電阻RGS
·即在柵源極之間加的電壓與柵極電流之比
·這一特性有時以流過柵極的柵流表示
·MOS管的RGS可以很容易地超過1010Ω。
3.漏源擊穿電壓BVDS
·在VGS=0（增強型）的條件下，在增加漏源電壓過程中使ID開始劇增時的VDS稱為漏源擊穿電壓BVDS
·ID劇增的原因有下列兩個方面：
?。?）漏極附近耗盡層的雪崩擊穿
?。?）漏源極間的穿通擊穿
·有些MOS管中，其溝道長度較短，不斷增加VDS會使漏區的耗盡層一直擴展到源區，使溝道長度為零，即產生漏源間的穿通，穿通后，源區中的多數載流子，將直接受耗盡層電場的吸引，到達漏區，產生大的ID
4.柵源擊穿電壓BVGS
·在增加柵源電壓過程中，使柵極電流IG由零開始劇增時的VGS，稱為柵源擊穿電壓BVGS。
5.低頻跨導gm
·在VDS為某一固定數值的條件下，漏極電流的微變量和引起這個變化的柵源電壓微變量之比稱為跨導
·gm反映了柵源電壓對漏極電流的控制能力
·是表征MOS管放大能力的一個重要參數
·一般在十分之幾至幾mA/V的范圍內
6.導通電阻RON
·導通電阻RON說明了VDS對ID的影響，是漏極特性某一點切線的斜率的倒數
·在飽和區，ID幾乎不隨VDS改變，RON的數值很大，一般在幾十千歐到幾百千歐之間
·由于在數字電路中，MOS管導通時經常工作在VDS=0的狀態下，所以這時的導通電阻RON可用原點的RON來近似
·對一般的MOS管而言，RON的數值在幾百歐以內
7.極間電容
·三個電極之間都存在著極間電容：柵源電容CGS、柵漏電容CGD和漏源電容CDS
·CGS和CGD約為1～3pF
·CDS約在0.1～1pF之間
8.低頻噪聲系數NF
·噪聲是由管子內部載流子運動的不規則性所引起的
·由于它的存在，就使一個放大器即便在沒有信號輸人時，在輸出端也出現不規則的電壓或電流變化
·噪聲性能的大小通常用噪聲系數NF來表示，它的單位為分貝（dB）
·這個數值越小，代表管子所產生的噪聲越小
·低頻噪聲系數是在低頻范圍內測出的噪聲系數
·場效應管的噪聲系數約為幾個分貝，它比雙極性三極管的要小
ir2110驅動mos管詳解
一、電機驅動模塊設計
1、H橋工作原理及驅動分析
要控制電機的正反轉，需要給電機提供正反向電壓，這就需要四路開關去控制電機兩個輸入端的電壓。H橋驅動原理等效原理圖圖如圖3-5所示，當開關S1和S3閉合時，電流從電機左端流向電機的右端，設此時的旋轉方向為正向；當開關S2和S4閉合時，電流從電機右端流向電機左端，電機沿反方向旋轉。
常用可以作為H橋的電子開關器件有繼電器，三極管，MOS管，IGBT管等。普通繼電器屬機械器件，開關次數有限，開關頻率上限一般在30HZ左右，而且繼電器內部為感性負載，對電路的干擾比較大，但繼電器可以把控制部分與被控制部分分開，實現由小信號控制大信號，所以高壓控制中一般會用到繼電器。三極管屬于電流驅動型器件，設基極電流為IB，集電極電流為IC，三極管的放大系數為β，電源電壓VCC，集電極偏置電阻RC，如果IB*β》=IC，則三極管處于飽和狀態，可以當作開關使用，集電極飽和電流IC=VCC/RC，由此可見集電極的輸出電流受到RC的限制，不適合應用于電流要求較高的場合。MOS管屬于電壓驅動型器件，對于NMOS來說，只要VDS≥VGS-VT即可實現NMOS的飽和導通，MOS管開啟與關斷的能量損失僅是對柵極和源極之間的寄生電容的充放電，對MOS管驅動端要求不高，同時MOS端可以做到很大的電流輸出，因此一般用于需要大電流的場所。IGBT則是結合了三極管和MOS管的優點制造的器件，一般用于高壓控制電路中。綜合考慮，本設計選用了4只NMOS管IRF3205組成H橋，其具有導通電阻RDS小，官方數據手冊顯示僅為8.0毫歐，電流ID可以達到110A等優點。NMOS組成的H橋模型如圖3-6所示。
結合圖3-6來分析討論H的驅動問題。首先分析由Q1和Q4組成的通路，當Q1和Q4關斷時，F點的電位處于“懸浮”狀態，即不確定電位，Q2和Q3也關斷。在打開Q4之前，先打開Q1，給Q1的G極12V的電壓，由于F點“懸浮”狀態，則F點可以是任何電平，不能保證前面說的柵極電壓高于源極電壓，這樣可能導致Q1打開失??；在打開Q4之后，嘗試打開Q1，在Q1打開之前，F點為低電位，給Q1的G極加上12V電壓，Q1打開，由于Q1飽和導通，F點的電平等于電源電壓，此時Q1的G極電壓小于Q1的S極電壓，Q1關斷，Q1打開失敗。Q2和Q3的情況與Q1和Q4相似。要打開由NMOS構成的H橋的上管，必須處理好F點（也就是上管的S極）的“懸浮”問題。由于NMOS的S極一般接地，所有構成H橋的上管S極稱為“浮地”。要使上管NMOS飽和打開，必須使上管的G極相對于浮地有10-15V的電壓差，所以本設計采用IR2110懸浮驅動NMOS管方案，可以有效的解決上管的S極的“懸浮”問題［1］。3.3.2前級PWM信號和方向控制信號邏輯處理電路設計分析
由于H橋控制MOS管的開關需要4路控制信號，對于由NMOS管組成H橋的一側而言，一般情況下，上下兩管共用一個控制信號，并且其中一只NMOS管的控制信號是將共用的控制信號反向得到的，如圖3-7所示，74HC14的作用是將輸入的控制信號反向作為下管的控制信號，從而保證上下兩個MOS管不會同時導通，那么對于一個完整的H橋就要2路PWM信號來控制電機的速度和正反轉，而且兩路PWM信號還必須保證同步且極性相反，對于低端單片機而言這一點不是很容易做到。