PMOS用于電源開關應用分析-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2021-06-29
PMOS 和 NMOS 哪個更適合用于電源開關這種場合？大部分都是從工藝，導通電阻 Rds 來解釋，但隨著半導體工藝的進步，現今的 PMOS 與 NMOS 之間差距已經不大了，從 SOT-23 的封裝來看，兩者的大小也是差不多的。個人覺得，PMOS 用于電源開關更多是為了方便控制。
上電控制：
軟件控制系統上電、下電、不同模式之間切換，一般通過控制 NMOS 進而 PMOS 開關；
此種設計方式也可以用于多種模式之間的切換，通過不同模式來操作 NMOS ，一路 NMOS 的開關決定了一個模式，從而打開 PMOS 。
電源開關選擇 PMOS (上圖Q1) 的原因：
因為 PMOS 是 Vgs < 0 時，D、S 之間導通，而 PMOS 的源極 (S) 經常接著是要通過的電壓，比如電池的 3.7V~4.2V，這樣只需柵極 (G) 的電壓一定范圍小于源極的電壓，PMOS 就可以導通，經常使用如上圖，通過一個 NMOS 下拉到地，打開 PMOS。
而如果采用 NMOS 作為電壓的開關的話，困難就比較大，因為 NMOS 的開啟電壓Vgs = (Vg-Vs) > 0，就要求 NMOS 的柵極電壓要大于源極的電壓，
這樣在一個系統下，經常是降壓比較多的，就不容易找到一個比連接 NMOS 的源極還跟高的電壓，所以導通電壓常用 PMOS。采用 NMO S也是可以的，只是不如 PMOS 方便控制。
電池防反接：
如下圖：上電瞬間，PMOS 管的寄生二極管導通，系統形成回路，源極 S 的電位大約為 Vbat-0.6V，而柵極 G 的電位為0，MOS管的開啟電壓極為：Ugs = 0 -（Vbat-0.6），柵極表現為低電平，Vgs < 0，PMOS 的 DS 導通，系統通過 PMOS 的 DS 接入形成回路。
如上圖，USB 上電與 Battery 供電的切換。PMOS Q1 柵極接一個下拉電阻，防止 MOS 管柵極處于懸空，在電池供電的模式，PMOS 的柵極穩定提供一個低電平，保證 Vgs < 0，打開 MOS 管，形成完整回路。
模塊電源開關：
一些在低功耗場景，或者說設備（或者IC）只有在工作的時候才上電，空閑狀態斷開電源，也可以選用 PMOS 來開關，如下圖：
圖，PMOS 的源極（S）接模塊的輸入電源，漏極（D）接模塊的電源，當需要模塊上電工作的時候，通過主控（MCU）在 PMOS 稍微柵極（G）設置一個低電平輸出，使得 PMOS 的開啟電壓 Vgs = Vg - Vs < 0，打開 PMOS ，模塊上電。
通過這樣的切換，可以避免外接模塊始終處于上電狀態，而是需要進入工作狀態才上電，靈活控制模塊的上電下電。
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