在电子电路中,MOS 管作为重要的电子元件,其工作原理和应用场景一直是工程师们关注的焦点。下面我们将详细介绍 MOS 管的原理以及双电源断开一路时的无缝切换原理。
MOS 原理

MOS 管分为 NMOS 管和 PMOS 管,它们在电路中的工作特性有所不同。
NMOS 管的主回路电流方向为 D(漏极)→S(源极),其导通条件是 VGS(栅极与源极之间的电压差)有一定的压差,一般为 5 - 10V,即 G(栅极)电位比 S 电位高。例如,当 VGS 达到合适的值时,NMOS 管就会导通,允许电流从 D 极流向 S 极。
PMOS 管的主回路电流方向为 S→D,导通条件是 VGS 有一定的压差,一般为 - 5 - - 10V,也就是 S 电位比 G 电位高。当 G 的电压高于 S 的电压时,PMOS 管处于关断状态;当 G 的电压较低时,PMOS 管导通。下面我们以导通压差 6V 为例进行说明。
NMOS 管:作为下管使用
当 NMOS 管作为下管使用时,S 极直接接地,其电位为固定值。此时,只需将 G 极电压设置为固定值 6V,NMOS 管即可导通。然而,如果将 NMOS 管作为上管使用,D 极接正电源,而 S 极的电压不固定。因为 S 极对地的电压有两种状态,当 MOS 管截止时为低电平,导通时接近高电平 VCC,所以无法确定控制 NMOS 导通的 G 极电压。虽然 NMOS 管也可以当上管,但控制电路会变得复杂,通常需要使用隔离电源控制。一般情况下,能用一个 PMOS 管解决的事情,不会采用这种增加电路难度的方式。

PMOS 管:作为上管使用
当 PMOS 管作为上管使用时,S 极直接接电源 VCC,S 极电压固定。只需使 G 极电压比 S 极低 6V,PMOS 管即可导通,使用起来较为方便。相反,如果将 PMOS 管作为下管使用,D 极接地,S 极的电压不固定(可能为 0V 或 VCC),无法确定控制极 G 极的电压,使用起来比较麻烦,需要采用隔离电压设计。

双电源断开一路无缝切换原理
在实际应用中,有时需要实现双电源断开一路时的无缝切换。以 BSH201 所使用的 PMOS 管为例,根据前面介绍的知识,PMOS 管在源极 S 大于基极 G 的电压时导通,即基极 G 低电压时导通,基极 G 高电平时断开,并且 PMOS 的电流方向是 S→D。

当按键 A 闭合时,此时 G 极为高电平,PMOS 管不导通,负载使用 5V 电源。当按键 A 断开时,此时 G 为低电平,PMOS 管导通,负载使用经过 S→D 的 3.7V 电源,从而实现了双电源断开一路时的无缝切换。
