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什么是MOS管?NMOS、PMOS和三极管的区别

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描述

什么是MOS管

MOS管是指场效应晶体管,有G(gate 栅极)/D(drain 漏极)/S(source 源极)三个端口,分为PMOS管(P沟道型)和NMOS(N沟道型)两种。

NMOS简单应用

PMOS

将单片机的一个IO口输入Gate端控制灯泡(注意单片机要与S端共地),单片机输出高电平时,等效为被闭合的开关,电灯打开;输出低电平时,等效为开关松开,电灯关闭。这是NMOS最经典的用法,实现了单片机的IO口控制功率器件。

NMOS和PMOS区别

PMOS

PMOS和NMOS同样有G/S/D三个端口,唯一的不同是中间的箭头方向。但其控制刚好相反,在G端输入低电平时,电灯点亮,输入高电平时,电灯关闭。

PMOS

NMOS和三极管区别

MOS管属于电压控制元件,导通电流小,导通阻抗低,优点是省电。

三极管属于电流控制元件,优点是价格便宜。

因为MOS管省电的优点,在数字集成电路等大部分场景下,MOS管可以取代三极管,只有在小功率或对功耗不敏感场景下才使用三极管。

CMOS芯片和TTL芯片的区别

在芯片高度集成的今天,绝大多数都是CMOS器件,TTL已经很少生产。CMOS芯片和TTL芯片时按照制作工艺来分类的,最本质的区别是CMOS器件内部集成的是NMOS和PMOS管,TTL芯片内部集成的是三极管。

TTL电路优点是速度快,缺点是三极管的静态电流损耗非常大,无法大规模集成。

于是人们发明了速度较慢,但静态电流几乎为0的CMOS逻辑电路(该逻辑电路中既包含NMOS又包含PMOS,C是Complementary,表示互补),可以在芯片里面大规模集成,另外在输出时具有满幅输出(0~5v)的特征。

TTL电路的输入输出特性:

PMOS

CMOS电路的输入输出特性:

PMOS

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