一、開關和放大器

MOS管最常見的電路可能就是開關和放大器。

1. 開關電路

G極作為普通開關控制MOS管。

2. 放大電路

讓MOS管工作在放大區，具體仿真結果可在上節文章看到。

二、時序電路中作為反相器使用

下圖示例電路中，芯片1正常工作時，PG端口高電平。
如果芯片1、芯片2有時序要求，在芯片1正常工作后，使能芯片2。可以看到芯片2的使能端初始連接VCC為高電平，當芯片1輸出高電平后，MOS管導通，芯片2的使能端被拉低為低電平，芯片2開始正常工作。

這時MOS管起到的就是反相的作用。

三、雙向電平轉換電路

1. 原理圖

下面是一個3.3V-5V信號通訊中電平轉換電路。

2. 工作狀態分析

假設：左邊接芯片信號 3.3V，右側芯片信號5V。
電路中接入2個NMOS管。
這里要注意的是，I2C輸出狀態有低電平、高阻兩種狀態。

（1）分析SDA，信號從左向右

當SDA低電平， D1 的 GS 壓差73.3V可以導通，VGA_SDA也是低電平 。

當SDA高阻抗狀態，D1的S引腳有R2上拉到3.3V，MOS管GS截止。由于VGA_SDA由R5上拉到5伏，這時VGA_SDA就是5V。

（2）分析SDA，信號從右向左

當VGA_SDA低電平，由于D1中有體二極管的存在，S初始被R2上拉，當D極是0的時候，S極會被鉗在導通電壓約0.2V左右，最終I2C_SDA為低電平；

當VGA_SDA高電平，D1的D極高電平 ，而S被R2上拉，這時MOS管不會導通，所以I2C_SDA輸出高電平。
SCL信號類似原理。

四、線或功能

1. 原理圖

2. 工作狀態分析

上面電路實現的效果是：

IC1和IC2都輸出低電平時，LED熄滅；

其它情況下，LED都會點亮。

MOS管在這里實現的仍是開關的功能，但是避免IC1和IC2的端口直接相連造成信息干擾，同時芯片控制端電壓比較低，可以驅動較大的負載。

由于IC1和IC2任何一個輸出高電平時，都會導通一個MOS管，從而讓LED可以點亮。

五、開關電路

常見的簡單電源切換電路如圖1所示，但這個電路應用條件是有限制和缺陷的，比如電池電壓VBAT不能大于外部電壓VIN，常見的電池電壓為3.7~4.2V，外部電壓為USB的5V時沒有問題，但是電池電壓為7.2V就不能使用了；肖特基二極管的壓降雖然已經較小，但是依舊有零點幾伏左右，損失的功耗較多，5V外部電壓進來就只變成4V多了；外部電壓供電時，會通過P型MOS管的體二極管給電池進行非正規充電，當然這點可以通過將Q4 MOS管左右翻轉一下解決。

圖1

為了解決上述這些缺陷，項目中有時會使用較為復雜的改進電路，如圖2所示。其工作原理簡介如下：使用外部電源VIN時，三極管Q7導通，三極管Q6截止，P型MOSFET Q3由于柵極和源極通過電阻R4都接了電池電壓VBAT，兩者相等，Q3截止，電池電壓VBAT無法達到輸出端VCC；外部電源VIN接通時，VIN首先通過Q1 MOSFET的寄生二極管到達輸出端VCC，同時Q2三極管導通，使Q1 MOSFET的柵極拉低到GND為低電平，所以Q1的柵源極電壓小于0且達到導通閾值電平，Q1導通，然后Q1體內的寄生二極管就截止了，外部電源VIN通過Q1達到輸出端VCC。此時，Q5 MOSFET的柵源極電壓接近相等，Q5和體二極管均截止，防止了外部電源VIN對電池的非正規充電。

當沒有外部電源VIN時，三極管Q7截止，三極管Q6導通，Q3 MOSFET的柵極電壓為低電平，柵源電壓小于0且達到導通閾值電平，Q3導通，然后通過Q5的寄生二極管達到輸出端VCC，而Q5的柵極此時為低電平，因此柵源電壓也小于0，Q5導通，其寄生二極管截止，電池電壓到達輸出端VCC。

圖2

由于電源主通路使用了三個MOSFET，MOSFET在完全導通后其壓降遠遠小于肖特基二極管（只有零點零幾伏），因此其導通損耗很低；而三個三極管雖然額外增加了一些功率損耗，但是由于三極管工作在完全飽和狀態，在飽和導通壓降一定的條件下，導通電流可以通過電阻值設置的相對較小，因此功耗也不會太高。同時該電路無論電池電壓是否大于外部電源，都可以使用，通用性相對較為廣泛。

審核編輯：湯梓紅

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