如何用BJT驱动NMOS?含使用实例
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在这篇文章中,小编将对NMOS的相关内容和情况加以介绍以帮助大家增进对它的了解程度,和小编一起来阅读以下内容吧。
一、NMOS
NMOS英文全称为N-Metal-Oxide-Semiconductor。 意思为N型金属-氧化物-半导体,而拥有这种结构的晶体管我们称之为NMOS晶体管。 MOS晶体管有P型MOS管和N型MOS管之分。由MOS管构成的集成电路称为MOS集成电路,由NMOS组成的电路就是NMOS集成电路,由PMOS管组成的电路就是PMOS集成电路,由NMOS和PMOS两种管子组成的互补MOS电路,即CMOS电路。
在一块掺杂浓度较低的P型硅衬底(提供大量可以动空穴)上,制作两个高掺杂浓度的N+区(N+区域中有大量为电流流动提供自由电子的电子源),并用金属铝引出两个电极,分别作漏极D和源极S。然后在半导体表面覆盖一层很薄的二氧化硅(SiO2)绝缘层,在漏——源极间的绝缘层上再装上一个铝电极(通常是多晶硅),作为栅极G。在衬底上也引出一个电极B,这就构成了一个N沟道增强型MOS管。MOS管的源极和衬底通常是接在一起的(大多数管子在出厂前已连接好) 。
二、如何用BJT驱动NMOS
(一)如何驱动
因为NMOS经常用作低边开关,NMOS的低边开关很容易驱动,一般都不需要额外增加驱动电路。如下图是带电荷泵BJT驱动NMOS的高边开关,但很不常用。如果板级有额外高于Vin的电压Vdd,则可以去掉Charge Pump,直接使用分立开关控制Vdd和G极的通断。如果Charge Pump支持en使能,那么就可以去掉去掉G极驱动NMOS,直接使用GPIO控制Charge Pump的en,使能Charge Pump,输出高电压,干路MOS导通,不使能Charge Pump,不输出高电压,干路NMOS关断。
图:带电荷泵BJT驱动NMOS高边开关
(二)设计结果验证
*设计结果:*如下图,Ctrl输出3.3V高电平时,BJT导通,R1和R2组成分压电路,当R1远大于R2,Vg-Vs≈24V,PMOS导通;Ctrl输出0V低电平时,BJT关断,此时Vg-Vs≈0V,PMOS关断。
图:设计结果
*功耗分析:*L2SC4081ST1G导通时,LP73027DT3WG也导通,此时电阻R1和R2串接在Vin和GND之间,存在电流消耗,根据P=U²/R,R越大,功耗越小,这也就是R1取值比较大的原因之一。L2SC4081ST1G导通也有电流损耗,虽然建议Ib稍大,但不能过于大,建议取Ib=1mA为通用计算取值。
(三)使用举例
图:实例1
如上图所示是VT11驱动VT12,VT11的基极额外使用二极管搭建了一个简易或门,允许多个信号驱动VT11导通,从而打开VT12。
图:实例2
如上图所示是VT33驱动VT20,VCC=3.3V,使用的PMOS其VGSth=-3V~-1V,X9H_PWR_ON电平为1.8V,那么1.8-3.3=-1.5V,刚好处于VGSTH之间,存在导通隐患,所以增加一个VT33驱动电路。如果X9H_PWR_ON电平是3.3V,那么就可以直接驱动VT20。
最后,小编诚心感谢大家的阅读。你们的每一次阅读,对小编来说都是莫大的鼓励和鼓舞。希望大家对NMOS已经具备了初步的认识,最后的最后,祝大家有个精彩的一天。