电路分析：MOS管无法控制电源开关，没想到原因竟然是…

前两天同学做了一个电路，功能就是用MOS管来控制一个电源的开关,但是做出来后发现不能用控制MOS管的开关，MOS管一直处于导通状态。一起来看看到底是什么原因？


MOS管如何控制电源的开关？

说到开关，我们脑海中首先浮现的就是各式各样的机械开关，常见的有自锁开关、拨码开关、船型开关等等。在电子电路中常用的还有各类半导体开关，例如三极管开关、使用三极管级联的达林顿管开关、MOS管开关、晶闸管开关等等。普通机械开关与半导体开关最大的差异就在于开关速度上的优劣。机械开关通常是由人手动操作，其动作时间一般是几十毫秒到几百毫秒之间。而半导体开关开关频率可以达到几兆赫兹。

功率MOS管作为常用的半导体开关，其驱动方式有什么特点呢？首先，我们认为MOS管是电压控制型器件，其正常工作时是不需要电流的(开或关的稳态条件下)，只要有维持电压，MOS管即可保持开启或关闭状态。控制电压是作用在G极和S极的。先在多数MOS管开启的阈值电压都比较低，拿常用的AO3400来讲，其开启阈值电压只需2.5V。当然更高的GS电压可以降低MOS管自身的导通损耗。但是特别注意GS极电压的极限值。GS之间的电压有限制值，超过规定值将会导致MOS管的GS击穿损坏。

所以说只要GS之间的电压达到MOS管的开启电压，那么MOS管的DS之间就会导通。所以她的电路图是这样设计的：



我一看确实没有毛病啊。默认状态下Q1是导通的G极相当于接地，VGS=-5V，mos管处于导通状态，VOUT=5V啊，当控制信号为低电平时，Q1截止VGS=0V，MOS管不导通VOUT=0V。

但是现在的情况是当控制信号不管是低电平还是高电平，Vout都有电压。这是什么情况？难道原理图画错了？

其实到这里我就知道是什么原因了。于是我让她好好检查PCB看是不是有个地方画错了，她检查了半天说原理图和PCB都没有画错，于是推断自己买到了假货，这个MOS管肯定是坏的。我没有解释，于是让她仿真一下。


开关断开后输出电压是5V

开关闭合，输出电压为0V
电路仿真确实没有问题啊，于是让她讲一下这个电路原理，然后她仔仔细细的讲解了一下这个电路的导通过程，还画了一张动图。



好了，关于电路的通断过程她也是十分的清楚，电流的走向在上面的动图都十分清楚的阐明了。还说她为了搞清楚这个问题在网上买的正版软件，专门来仿真这个电路图。

我一看竟然画了这么多钱，决定告诉她这个电路你可能在什么地方出错了。于是让她在multisim软件中把MOS管水平翻转180度再仿真一遍，看看会出现什么现象。


这是开关没有闭合时，输出电压5V

当开关闭合式，输出电压还是4.7V
开关没有闭合时，输出电压5V，当开关闭合式，输出电压是4.7V，跟她遇到的问题一模一样，所以告诉她的PCB中MOS的封装画错了。

她说是自己在网上找的封装，果然又是画封装画错了。初学者确实很容易把这个MOS管的三个极画错。
这是N-MOS管的封装和实物图


N-MOS这是P-MOS管的封装和实物图


P-MOS
千万不要搞混淆了，当然如果大家在话原理图和PCB的时候，一定要注意你的原理图和封装是不是一一对应的，一般主要是封装的尺寸和封装的类型，比如SOT-23和SOT-223、SOT-323它们的封装是有差别的，在看数据手册时一定要注意。