MOS管的开关特性

MOS管的开关特性

一、静态特性

MOS管作为开关元件，同样是工作在截止或导通两种状态。由于MOS管是电压控制元件，所

以主要由栅源电压uGS决定其工作状态。

图3.8(a)为由NMOS增强型管构成的开关电路。

图3.8 NMOS管构成的开关电路及其等效电路

工作特性如下：

※ uGS＜开启电压UT：MOS管工作在截止区，漏源电流iDS基本为0，输出电压uDS≈UDD，MOS管处于\断开\状态，其等效电路如图3.8(b)所示。

※ uGS＞开启电压UT：MOS管工作在导通区，漏源电流iDS=UDD/(RD+rDS)。其中，rDS为MOS管导通时的漏源电阻。输出电压UDS=UDD·rDS/(RD+rDS),如果rDS＜＜RD，则uDS≈0V，

MOS管处于\接通\状态，其等效电路如图3.8(c)所示。

二、动态特性

MOS管在导通与截止两种状态发生转换时同样存在过渡过程，但其动态特性主要取决于与电路

有关的杂散电容充、放电所需的时间，而管子本身导通和截止时电荷积累和消散的时间是很小的。图3.9(a)和(b)分别给出了一个NMOS管组成的电路及其动态特性示意图。

图3.9 NMOS管动态特性示意图

当输入电压ui由高变低，MOS管由导通状态转换为截止状态时，电源UDD通过RD向杂散电容CL充电，充电时间常数τ1=RDCL。所以，输出电压uo要通过一定延时才由低电平变为高电平；当输入电压ui由低变高，MOS管由截止状态转换为导通状态时，杂散电容CL上的电荷通过rDS进行放电，其放电时间常数τ2≈rDSCL。可见，输出电压Uo也要经过一定延时才能转变成低电平。但因为rDS比RD小得多，所以，由截止到导通的转换时间比由导通到截止的转换时间要

短。

由于MOS管导通时的漏源电阻rDS比晶体三极管的饱和电阻rCES要大得多，漏极外接电阻RD也比晶体管集电极电阻RC大，所以，MOS管的充、放电时间较长，使MOS管的开关速度

比晶体三极管的开关速度低。不过，在CMOS电路中，由于充电电路和放电电路都是低阻电路，因此，其充、放电过程都比较快，从而使CMOS电路有较高的开关速度。