當說到MOS管的時候呢 你的腦子裏可能是一團糨糊的。大部分的教材都會告訴你長長的一段話：MOS管全稱金屬氧化半導體場效應晶體管 乾貨｜拋開教材，從實用的角度聊聊MOS管 - 趣味新聞網

當說到MOS管的時候呢，你的腦子裏可能是一團糨糊的。

大部分的教材都會告訴你長長的一段話：

MOS管全稱金屬氧化半導體場效應晶體管，英文名Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，屬於絕緣柵極場效晶體管，以矽片為秤體，利用擴散工藝製作.......有N溝道和P溝道兩個型。不僅如此，它還有兩個兄弟，分彆是結型場效應管以及晶體場效應管.......

麵對這麼大一段話，我不知道你有沒有搞明白，反正我大學裏是完全沒有搞明白，學瞭一個學期就學瞭個寂寞。

那為什麼這些教材要這麼的反人類，他們難道就不能好好寫說人話嗎？

我大概分析瞭一下，因為同一本教材他需要麵對不同專業的學生，所以教材最重要的是嚴謹。和全麵相比是不是通俗易懂就沒有那麼重要瞭。而且一般的教材也不會告訴你學瞭有什麼用，這就導緻瞭在學習中你很容易迷失在這些概念中，抓不到重點。

那本文呢，我想根據自己的工作學習經曆，拋開書本上這些教條的框架，從應用側齣發來給大傢介紹一下MOS管裏麵最常見也是最容易使用的一種：增強型NMOS管，簡稱NMOS。當你熟悉瞭這個NMOS的使用之後呢，再迴過頭去看這個教材上的內容，我相信就會有不同的體會瞭。

NMOS的用法

首先來看這麼一張簡單的圖（圖1），我們可以用手去控製這個開關的開閤，以此來控製這個燈光的亮滅。

圖1

那如果我們想要用Arduino或者單片機去控製這個燈泡的話呢，就需要使用MOS管來替換掉這個開關瞭。為瞭更加符閤我們工程的實際使用習慣呢，我們需要把這張圖稍微轉換一下，就像如圖2這樣子。

圖2

那這兩張圖是完全等價的，我們可以看到MOS管是有三個端口，也就是有三個引腳，分彆是gate，drain和source。至於為啥這麼叫並不重要，隻要記住他們分彆簡稱g、d、s就可以。

圖3

我們把單片機的一個IO口接到這個MOS管的gate端口，就可以控製這個燈泡的亮滅瞭。當然彆忘瞭供電。當這個單片機的IO口輸齣為高的時候，NMOS就等效為這個被閉閤的開關，指示燈光就會被打開；那輸齣為低的時候呢，這個NMOS就等效為這個開關被鬆開瞭，那此時這個燈光就被關閉，是不很簡單。

那如果我們不停的切換這個開關，那燈光就會閃爍。如果切換的這個速度再快一點，因為人眼的視覺暫留效應，燈光就不閃爍瞭。此時我們還能通過調節這個開關的時間來調光，這就是所謂的PWM波調光，以上就是MOS管最經典的用法，它實現瞭單片機的IO口控製一個功率器件。當然你完全可以把燈泡替換成其他的器件。器件比如說像水泵、電機、電磁鐵這樣的東西。

圖4 PWM波調光

如何選擇NMOS

明白瞭NMOS的用法之後呢，我們來看一下要如何選擇一個閤適的NMOS，也就是NMOS是如何選型的。

那對於一個初學者來說，有四個比較重要的參數需要來關注一下。第一個是封裝，第二個是vgsth，第三個是Rdson上，第四個是Cgs。

封裝比較簡單，它指的就是一個MOS管這個外形和尺寸的種類也有很多。一般來說封裝越大，它能承受的電流也就越大。為瞭搞明白另外三個參數呢，我們先要來介紹一下NMOS的等效模型。

圖5 NMOS等效模型

MOS其實可以看成是一個由電壓控製的電阻。這個電壓指的是g、s兩端的電壓差，電阻指的是d、s之間的電阻。這個電阻的大小呢，它會隨著g、s電壓的變化而産生變化。當然它們不是綫性對應的關係，實際的關係差不多像這樣的，橫坐標是g、s電壓差。

圖6 Rds與Vgs關係圖

縱坐標是電阻的值，當g、s的電壓小於一個特定值的時候呢，電阻基本上是無窮大的。然後這個電壓值大於這個特定值的時候，電阻就接近於零，至於說等於這個值的時候會怎麼樣，我們先不用管這個臨界的電壓值，我們稱之為vgsth，也就是打開MOS管需要的g、s電壓，這是每一個MOS管的固有屬性，我們可以在MOS管的數據手冊裏麵找到它。

圖7 MOS管數據手冊

顯然vgsth一定要小於這個高電平的電壓值，否則的話就沒有辦法被正常的打開。所以在你選擇這個MOS管的時候，如果你的高電平是對應的5V，那麼選3V左右的vgsth是比較閤適的。太小的話會因為乾擾而誤觸發，太大的話又打不開這個MOS管。

接下來我們再來看看NMOS的第二個重要參數Rdson，剛纔有提到NMOS被完全打開的時候，它的電阻接近於零。但是無論多小，它總歸是有一個電阻值的，這就是所謂的Rdson。它指的是NMOS被完全打開之後，d、s之間的電阻值。同樣的你也可以在數據手冊上找到它。這個電阻值當然是越小越好。越小的話呢，它分壓分的少，而且發熱也相對比較低。但實際情況一般Rdson越小，這個NMOS的價格就越高，而且一般對應的體積也會比較大。所以還是要量力而行，選擇恰好閤適。

最後說一下Cgs，這個是比較容易被忽視的一個參數，它指的是g跟s之間的寄生電容。所有的NMOS都有，這是一個製造工藝的問題，沒有辦法被避免。

那它會影響到NMOS打開速度，因為加載到gate端的電壓，首先要給這個電容先充電，這就導緻瞭g、s的電壓並不能一下子到達給定的一個數值。

圖8

它有一個爬升的過程。當然因為Cgs比較小，所以一般情況下我們感覺不到它的存在。但是當我們把這個時間刻度放大的時候，我們就可以發現這個上升的過程瞭。對於這個高速的PWM波控製場景是緻命的。當PWM波的周期接近於這個爬升時間時，這個波形就會失真。一般來說Cgs大小和Rdson是成反比的關係。Rdson越小，Cgs就越大。所以大傢要注意平衡他們之間的關係。

以上就是關於NMOS大傢需要初步掌握的知識瞭。