MOS管开关特性详解

MOS管是金属－氧化物－半导体场效应三极管的简称。在数字逻辑电路中，MOS管也是作为开关元件来使用的，一般采用增强型MOS管组成开关电路，由栅源电压uGS控制MOS管的截止或导通。

一、开关作用

图6.2.8（a）所示为增强型NMOS管组成的开关电路，根据其转移特性曲线，开启电压为UGS（th）＞0V。

图6.2.8　MOS管的开关电路及等效电路

（a）MOS管的开关电路；（b）截止时等效电路；（c）导通时等效电路

当uI＜UGS（th）时，NMOS管截止，漏极电流 iD＝0，输出 uO＝VDD，这时，NMOS管相当于开关断开，其等效电路如图6.2.8（b）所示。

当uI≥UGS（th）时，NMOS管导通，漏极D与源极S的导通电阻RON很小，当RD≫RON时，输出 0V，这时，NMOS管相当于开关闭合，其等效电路如图6.2.8（c）所示。(www.xing528.com)

二、开关时间参数

在图6.2.8（a）电路中，输入一个理想的矩形脉冲uI时，其漏极电流iD和输出电压uO的变化如图6.2.9所示。

图6.2.9　三极管的动态开关特性

当uI由低电平跳变到高电平时，MOS管需要经过开通时间ton延迟后，才能由截止状态转换为导通状态。当uI由高电平跳变到低电平时，MOS管需要经过关断时间toff延迟后，才能由导通状态转换为截止状态。

需要说明的是，MOS管的导通电阻比半导体三极管的饱和导通电阻要大得多，RD也比RC大，所以它的开通时间和关断时间比双极型三极管长，其开关特性稍差。