基础电路：单个 N MOS#

12V 电源 + 1K 负载 + 5V 控制。

1
正常接法、开关闭合：电流 12mA，MOS 两端压降 1.183mV → 已完全导通
2
12V 反接、开关断开：DS 压降 0.37V（体二极管压降）
3
12V 反接、开关闭合：又变成一点多毫伏（从 MOS 内部走，不走二极管）

按单管电路工作，这个 MOS 控制不了 1K 负载的供电。

抵消做法：上下镜像再串一个 MOS#

这里踩过两个坑。一是方向画错（两个必须上下镜像），会出现「MOS 没有关掉、有漏电流」的现象；二是仿真模型太理想，需要在 G–S 之间补一个 100K 电阻才合理。

抵消后的仿真结果#

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开关未闭合：两端 = 12V，电流非常非常小 ✓
2
开关闭合：两个 MOS 都导通，压降约 2mV
3
电源正反接：两个方向都能被控制，压降一致、电流都约 12mA ✓

两个 MOS 反向串联后，彼此的体二极管互相抵消，可组成双向导通的开关。

应用场景#

用 MOS 代替继电器。继电器本身是双向导通的；若只用单个 MOS 代替，只能规定电流走一个方向，反方向会误导通；加两个 MOS 后就不会出现误导通。

和三极管类比#

三极管是 Ic = β × Ib，放大参数是 β（电流放大倍数）；MOS 管是 Id 与 Vgs 相关，放大参数是跨导 gm。公式成立条件是 MOS 必须工作在「线性区或放大区」。

这个参数很少关注，知道有这个关系即可。

Vgs–Id 曲线#

1
Vgs 很小时      →  Id 一直为 0（断开状态）
2
Vgs 达到某点后  →  Id 开始有电流（进入导通区）
3
Vgs 继续增大    →  Id 逐渐变大

为什么要讲这一点#

很多同学以为 MOS 像机械开关——「一按开了就开了」，没有中间态。实际上 MOS 和三极管都有中间态，不是一开通就完全饱和导通，必须 Vgs 慢慢变大到一定程度才能饱和导通。

经验数值#

常见 MOS 管只要 Vgs > 4.5V，基本就接近/达到完全饱和导通状态。

Vgs 越高 → Rds(on) 越小，流过的电流会稍微变大一些，但变化程度不会特别大。

实物实验#

接法：电池（4.5V）接在 D–S 之间充当电源；直流稳压电源接在 G–S 之间调节 Vgs；万用表串联进 D–S 回路测 Id。

该 MOS 之前查资料约 1.5V 左右开通。

万用表在 20V / 20A 档位时最小采样精度是 10mA，所以读数有下限。

1
Vgs = 1V         →  Id = 0
2
Vgs = 1.9V       →  Id = 10mA（开始有读数）
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Vgs = 2.7V       →  Id = 170mA
4
Vgs = 4.5V 左右   →  基本进入完全饱和导通

继续升高 Vgs，Rds(on) 更小，规律不变——Vgs 上升，Id 上升。

总结：MOS 管不是理想开关——「开了」并不等于完全开通，必须让 Vgs 达到某一定值，内部沟道才完全打开，才能流过最大值电流。

前提#

理想开关断开后可承受无穷大电压，但所有半导体器件的耐压都是有限的。

MOS 断开时，电源电压会完全叠加在 D–S 之间。例：12V 电源 → MOS 承受 12V。

选型余量规则#

1
例：100V 的电源，至少要挑 150V 以上耐压的 MOS
2
耐压和电流余量一般至少要留 1.2 倍以上
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对成本不敏感  →  余量可以放大到 2 倍甚至 3 倍
4
对成本敏感    →  尽量靠近最大工作电压，但至少留 1.2 倍以上

Vds 耐压实测（2N7000）#

该管的 Vds 耐压 = 60V。直流稳压电源最大也是 60V，直接怼到 60V 也没有出现电流突然变大 → 没有被击穿。

标称 60V 耐压实际能承受 60V 以上，厂家会留一定余量，不会「刚好 60V 就炸」。

实验注意：正常应在 G–S 之间加一个电阻保证 MOS 一定不导通（这次马马虎虎直接接的）。

Vgs 耐压#

大部分 MOS 的 G–S 耐压只有 ±20V 或 ±30V（有些特殊工艺会高很多）。

G–S 耐压与 D–S 耐压完全是两回事，不要看到 D–S 能耐受一两百伏，就以为 G–S 也能承受这么高。

G–S 击穿全过程实测#

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16V   → 没事
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20V   → 也没击穿
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29.6V → 出现约 1mA 电流，说明 Vgs 已开始击穿
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        （判断实际可能 22V 左右就开始击穿了，只是电源显示不出电流）
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32V   → 约 4mA
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再大  → 7mA
7
再大  → 11mA
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及时把电压降下来 → 电流立刻回到零 → 此时 MOS 还没损坏 ✓
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万用表测 DS（G–S 有 7.2V）→ 会响 → 管还正常 ✓
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继续加压 → 15 → 19 → 24 → 30 → 34 → 41mA
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然后  → 电流突然消失——管子没炸，但已完全击穿，处于断路状态，即已损坏
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把电压降到 10V 再测 DS → 不响，证实已坏（G–S 再也控制不了 D–S）

最终结论#

有些 MOS 的 D–S 耐压能达到几百伏甚至 3000V，但 G–S 耐压不一定高。

选型和使用时必须单独核对 G–S 的标称耐压，不能超过其额定值。

击穿的两个阶段#

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第一阶段（可恢复）：出现漏电流，及时降压 → 恢复正常
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第二阶段（永久损坏）：电流突然消失 → 栅极绝缘层已被打穿，不可恢复

所以「发现电流异常就赶紧降压」是保住 MOS 的关键动作。