mosfet晶体管的工作原理

MOSFET晶体管的工作原理

MOSFET晶体管是另一种非常常见的晶体管类型。它还具有三个引脚：

• 栅极（g）

• 源极（s）

• 漏极（d）

MOSFET 符号（N 沟道）

MOSFET 的工作原理类似于 BJT 晶体管，但有一个重要区别：

在BJT 晶体管中，从基极到发射极的电流决定了可以从集电极流向发射极的电流量。

在MOSFET 晶体管中，栅极和源极之间的电压决定了多少电流可以从漏极流向源极。

示例：如何开启 MOSFET

下面是一个用于打开 MOSFET 的示例电路。

要打开 MOSFET 晶体管，您需要栅极和源极之间的电压高于晶体管的阈值电压。例如，BS170 的栅源阈值电压为 2.1V。（您可以在数据表中找到此信息）。

MOSFET 的阈值电压实际上是它关闭的电压。所以要正确打开晶体管，你需要一个比这高一点的电压。

高多少取决于您希望流过多少电流（您可以在数据表中找到该信息）。如果你的电压比阈值高几伏，这对于打开 LED 之类的低电流操作来说通常绰绰有余。

请注意，即使您使用足够高的电压来使 1A 电流流动，也不意味着您将获得 1A。这只是意味着如果你愿意，你可以让 1A 流动。但决定实际电流的是你连接到它的任何东西。

因此，只要确保不超过最大栅源电压限制（BS170 为 20V），您就可以随心所欲。

在上面的示例中，当您按下按钮时，栅极连接到 9V。这会打开晶体管。

选择组件值

R1 的值并不重要，但大约 10 kΩ 应该可以正常工作。其目的是关闭 MOSFET（更多内容见下文）。

R2 设置 LED 的亮度。对于大多数 LED，1 kΩ 应该可以正常工作。

Q1 几乎可以是任何 n 沟道 MOSFET，例如 BS170。

如何关闭 MOSFET？

了解 MOSFET 的一件重要事情是它也有点像电容器。即栅源部分。当您在栅极和源极之间施加电压时，该电压会一直保持在那里，直到它被放电。

如果没有上例中的电阻器 (R1)，晶体管将不会关闭。有了电阻，栅源电容就有了放电路径，使晶体管再次关闭。

如何选择 MOSFET 晶体管

上述示例使用N 沟道MOSFET。P 沟道MOSFET 的工作方式相同，只是电流以相反的方向流动，并且栅极到源极的电压必须为负才能将其打开。

有数千种不同的 MOSFET 可供选择。但是如果你想构建上面的示例电路并想要一个具体的建议，BS170 和 IRF510 是两个常见的。

选择 MOSFET 时要记住两点：

• 栅源阈值电压。您需要高于此电压才能打开晶体管。

• 连续漏极电流。这是可以流过晶体管的最大电流量。

还有其他重要的参数需要记住，这取决于你在做什么。但这超出了本文的范围。记住上面的两个参数，你会有一个很好的起点。

MOSFET 栅极电流

如果您想从例如 Arduino 或 Raspberry Pi 控制 MOSFET，您需要记住另一件事；打开晶体管时流入栅极的电流。

如上所述，MOSFET 的栅极到源极充当电容器。

这意味着一旦它被充电，就没有更多的电流流过它。因此，当 MOSFET 开启时，没有电流流过栅极。

但是当 MOSFET 被打开时，就会有电流，就像给电容器充电一样。在一小部分时间内，可能会有大量电流流动。

为了保护您的 Arduino（或您正在使用的任何东西）免受过多电流的影响，您需要添加一个MOSFET 栅极电阻器：

使用欧姆定律来检查您的具体情况：通常 1000 Ω 是一个足够好的值。