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移動智能硬件開發中應用匯總

MOS管（場效應管）在移動智能硬件開發中應用匯總

MOS管/MOSFET/場效應管

MOS管，只要是電子相關專業的，只要是硬件工程師，都會學過：書上說，MOS管的主要作用是放大。不過實際在智能硬件產品開發和物聯網產品開發中，幾乎沒有用到放大用的MOS管，絕大部分是用來做開關的。

偶爾有些放大作用的MOS管，也是集成在芯片裏面的。可以毫不誇張的講，只要不是做IC設計的，幾乎用不到MOS管的放大功能。自己搭出來的MOS放大電路，性能不可能有專業芯片公司做的好的。31.png

本文主要講MOS管在常用的數字電路板上的用法。至於MOS管G、S、D三個端口、N-MOS、P-MOS這樣的基礎知識，我們就不贅述了，需要的讀者請自行翻書查資料吧。

用作開關的時候，不管是N-MOS還是P-MOS，記住一句話即可：VGS有電壓差，MOS管就導通。VGS沒有電壓差，MOS管就關閉。

MOS管常見的主要用途有以下幾種

負極開關（N-MOS）：設備控制

LED.png LED燈控制電路

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馬達控制電路

N-MOS廣泛應用於設備通斷的控制。例如上圖的LED燈控制和電動馬達的控制。GPIO口拉高，MOS管就導通，LED燈亮、馬達轉動。GPIO拉低，MOS管就關閉，LED燈滅，馬達就停止轉動。

在普通的低電壓數字電路上，這種控制方式對MOS管本身沒有什麼特定高要求，隨便抓一個N-MOS也可以用。NPN的三極管也可以用。

正極開關（P-MOS）：電源控制

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P-MOS通常用作電源的開關，控制設備的電源打開或者關閉。

如上圖，默認狀態下LCD_PWR_EN是被拉低的，T2001關斷，P-MOS的控制端（U2003的pin1，G極）是高電平，VGS=0，此時P-MOS關斷，電壓沒有輸出到右邊。

如果GPIO被拉高，T2001導通，MOS管G極被拉低，VGS=VBAT，超過了打開電壓，此時P-MOS被打開，電壓有輸出到右側。

升壓開關（N-MOS）：

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升壓芯片內部其實就是個N-MOS，跟N-MOS的開關性質是一樣的。

PWM波控制升壓芯片N-MOS的通斷。PWM爲高的時候，MOS打開，電感蓄流，PWM爲低的時候，MOS關閉，帶你幹向二極管和Vout端釋放電流。

信號反向（N-MOS）

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N-MOS經常用於把控制信號反向。

如上圖，GPIO220控制USBHUB的Reset。Reset腳是低有效，而GPIO一般設計成默認是低電平，拉高有效。因此通過一個MOS管來把控制信號反向。

GPIO拉低，MOS不通，RESET腳被上拉到3.3V。GPIO拉高，MOS導通，RESET腳被接到地上，RESET就生效了。

充電控制（P-MOS）

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充電P-MOS芯片

充電電路是智能硬件系統中，少量的MOS管工作在放大區的電路之一。通過控制GDRV腳（P-MOS Gate腳）的電壓，控制充電電流的大小。例如在恆流充電的時候，把電流控制在1A，在恆壓充電的時候，隨着電池電壓上升逐漸減小充電電流。（不過這個應用場景，一般不需要硬件工程師自己去計算，控制邏輯都是在主芯片中設計好了的）

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VGS vs ID

VGS和MOS通過的電流的關係圖。充電IC通過控制VGS來控制充電電流

MOS管使用注意事項：

VGS、VDS超過額定電壓會擊穿。

電流/功率過大會燒掉。

用於大電流控制的時候需要注意這兩點。其他時候不需要考慮。

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某N-MOS的參數