MOS管的漏-栅-源三极
漏极开路--开漏
电路整体概述
这是开漏(Open - Drain)电路结构,核心由输出控制模块和一对互补的MOS管(P - MOS和N - MOS)组成。开漏电路的特点是MOS管漏极开路,这种结构常用于需要实现线与功能、电平转换等场景。
两个MOS管的触发条件和工作状态
1. P - MOS管
- 触发条件:P - MOS管导通取决于栅源电压 \( V_{GS} \) ,当 \( V_{GS} \) 小于其阈值电压 \( V_{thp} \)(一般为负值)时导通。在该电路中,若输出控制模块使P - MOS管栅极电压相对源极(接Vdd )足够低,满足 \( V_{GS}< V_{thp} \) 条件,P - MOS管就会导通。
- 工作状态:导通时,P - MOS管相当于闭合开关,电流可从Vdd流向输出节点。但在开漏结构中,若外部无上拉电阻,仅P - MOS管导通也不能使输出为高电平。截止时,P - MOS管相当于断开开关,阻止Vdd与输出节点间的电流通路。
2. N - MOS管
- 触发条件:N - MOS管导通依赖于 \( V_{GS} \) 大于其阈值电压 \( V_{thn} \)(一般为正值)。当输出控制模块使N - MOS管栅极电压相对源极(接Vss )足够高,满足 \( V_{GS}> V_{thn} \) 条件,N - MOS管导通。
- 工作状态:导通时,N - MOS管相当于闭合开关,将输出节点拉至接近Vss电位,即输出低电平。截止时,N - MOS管相当于断开开关,输出节点与Vss间的电流通路被切断。
电路工作过程
- 输出低电平:当输入为0,经输出控制模块使N - MOS管栅极电压升高导通,P - MOS管栅极电压升高截止。此时输出节点通过导通的N - MOS管连接到Vss,输出低电平。
- 输出高阻态:当输入为1,经输出控制模块使N - MOS管栅极电压降低截止,P - MOS管栅极电压降低也截止。由于两个MOS管均截止,输出节点与Vdd和Vss都无直接连接,呈现高阻态。在开漏电路中,要使输出呈现高电平,需外部接上拉电阻,此时若接上拉电阻,输出节点会被拉至高电平。