MOS管和三極管控制區(qū)別-MOS管和三極管在功能上的區(qū)別

本文主要講MOS管和三極管在控制上的區(qū)別。我們?yōu)槭裁唇?jīng)常看到在使用單片機(jī)I/O口驅(qū)動MOS管時(shí)，不是使用單片機(jī)I/O口直接驅(qū)動，而是經(jīng)過一級三極管，使用三極管驅(qū)動MOS管。

三極管和MOS管控制區(qū)別

三極管和MOS管在驅(qū)動上是有區(qū)別的，三極管是電流驅(qū)動，而MOS管是電壓驅(qū)動，三極管的基極驅(qū)動電壓只要高于Ube的死區(qū)電壓即可控制三極管導(dǎo)通，硅材料三極管的死區(qū)電壓一般為0.6V，鍺材料三極管的死區(qū)電壓一般為0.3V，所以控制三極管的電壓對于硅材料的三極管來說只要高于0.6V左右即可，而對于鍺材料的三極管來說只要高于0.3V左右即可。

而MOS管就不一樣了，MOS管是電壓型驅(qū)動，其驅(qū)動電壓必須高于其死區(qū)電壓Ugs的最小值才能導(dǎo)通，不同型號的MOS管其導(dǎo)通的Ugs最小值是不同的，一般為3V~5V左右，最小的也要2.5V，但這也只是剛剛導(dǎo)通，其電流很小，還處于放大區(qū)的起始階段，一般MOS管達(dá)到飽和時(shí)的驅(qū)動電壓需6V~10V左右。

三極管和MOS管控制實(shí)際應(yīng)用

了解三極管和MOS管在控制上的區(qū)別之后，那么單片機(jī)I/O口怎么控制三極管和MOS管呢？單片機(jī)一般采用5V或3.3V供電，其I/O口高電平為5V或3.3V，處理器一般講究低功耗，如今使用3.3V供電的單片機(jī)較多，所以其I/O口高電平也只有3.3V。

（1）3.3V的電壓足夠可以驅(qū)動三極管，三極管屬于電流驅(qū)動，根據(jù)I/O口的電壓VIO以及限流電阻R1的值可以推算出基極電流，Ib=（VIO-0.6V）/R1，選擇不同的電阻R1阻值，可以改變基極電流，只要VIO大于0.6V，想要使三極管工作在飽和區(qū)都可以，下圖為簡單的NPN三極管控制LED指示燈的原理。

（2）MOS管是電壓驅(qū)動，MOS管開啟最低驅(qū)動電壓為3V~5V左右，不同型號MOS管驅(qū)動電壓不同，一些小功率MOS管最低驅(qū)動電壓為2.5V左右，單片機(jī)I/O口可以直接驅(qū)動，但是此時(shí)MOS管處于半導(dǎo)通狀態(tài)，內(nèi)阻很大，驅(qū)動小電流負(fù)載可以這么使用。大電流負(fù)載就不可以這么使用了，內(nèi)阻大，管子的功耗過大，很容易燒毀MOS管。MOS管達(dá)到飽和狀態(tài)所需驅(qū)動電壓一般為6V~10V左右，3.3V的電壓不足以直接驅(qū)動MOS管使其飽和。因此，可以在I/O口的輸出端加一級三極管，使MOS管的驅(qū)動電壓變高。舉例說明，僅供參考，原理如下圖所示。

原理分析：當(dāng)單片機(jī)I/O口為高電平時(shí)，NPN三極管Q5導(dǎo)通，直接將N-MOS管控制極G極拉低，MOS管截止，負(fù)載不工作；當(dāng)單片機(jī)I/O口為低電平時(shí)，NPN三極管Q5截止，電阻R12和R13將24V電源分壓得G極電壓為：24V*20K/（10K+20K）=8V，MOS管導(dǎo)通并達(dá)到飽和狀態(tài)，負(fù)載工作。

總結(jié)：三極管為電流驅(qū)動，較低的電壓就可以驅(qū)動三極管，而MOS管為電壓驅(qū)動，驅(qū)動電壓較高，單片機(jī)I/O口的電壓不足以驅(qū)動MOS管，所以經(jīng)常使用三極管作為緩沖改變電壓，當(dāng)然除了使用三極管之外還可以使用光耦等。

MOS管和三極管在功能上的區(qū)別

MOS管和三極管在功能上有什么區(qū)別？這兩種元件本身就可以看作一個(gè)基本單元，一個(gè)獨(dú)立的器件，就算拆開外殼，用肉眼也找不出什么差別，從工作原理上理解又謷牙詰屈，這次從一個(gè)簡單的觸摸燈電路來感受一下二者功能上的區(qū)別。

這個(gè)觸摸燈電路如下，圖的右下角也說明了這個(gè)電路操作過程，如果用手同時(shí)觸摸MOS管的G極（柵極）和電源正極，那么LED燈就會發(fā)光，即使手松開燈也繼續(xù)亮，至于為什么會這樣，可以簡單理解為：當(dāng)G極電位升高后，會在D極（漏極）和S極（源極）之間形成一個(gè)導(dǎo)電溝道，這個(gè)溝道就相當(dāng)于一根導(dǎo)線，因此線路導(dǎo)通了。

導(dǎo)通時(shí)D極與S極之間的壓降也能用萬用表量出來，壓降接近于0 V，在昨天那篇文章已經(jīng)介紹過了。

如果用手同時(shí)觸摸G極和電源負(fù)極，那么這個(gè)LED燈就會熄滅，之所以會這樣，那是因?yàn)檫@個(gè)溝道夾斷了，理解起來剛好和導(dǎo)通時(shí)相反。

那如果把MOS管換成三極管現(xiàn)象還是這樣嗎？更換的原理圖就是下圖中右面那個(gè)電路，實(shí)際上換成三極管，同時(shí)觸摸三極管基極和電源正極（相當(dāng)于MOS管的柵極和電源正極）這個(gè)LED燈也會亮，不過當(dāng)手松開后這個(gè)LED燈會立馬熄滅。

為什么和用MOS管現(xiàn)象不同呢？我們回憶一下三極管工作于放大狀態(tài)時(shí)的條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。

如果用手同時(shí)觸摸基極和電源正極，這兩個(gè)條件都滿足，所以三極管導(dǎo)通了，LED燈也亮了；如果此時(shí)送開手，集電結(jié)反偏仍然滿足，但是發(fā)射結(jié)正偏已經(jīng)不滿足了，因此三極管會截止，對外表現(xiàn)就是這個(gè)LED燈會熄滅。

從這也能感受出來，MOS管確實(shí)比三極管好用，確實(shí)MOS管與三極管相比有很多優(yōu)點(diǎn)，例如：

1、MOS管是電壓控制性器件，三極管是電流控制性器件，因此MOS管更節(jié)能。

2、MOS管只有多數(shù)載流子參與導(dǎo)電，三極管中多數(shù)載流子和少數(shù)載流子都參與導(dǎo)電，因此MOS管熱穩(wěn)定性更好。

3、MOS管靈活性比三極管好。

4、在工藝上MOS管更易于集成。

5、MOS管導(dǎo)通時(shí)導(dǎo)通壓降?。ń咏? V，而三極管工作于放大狀態(tài)大于0.3 V）。

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