MOS管和三極管控制區別-MOS管和三極管在功能上的區別

本文主要講MOS管和三極管在控制上的區別。我們?yōu)槭裁唇?jīng)?？吹皆谑褂脝纹瑱CI/O口驅動(dòng)MOS管時(shí)，不是使用單片機I/O口直接驅動(dòng)，而是經(jīng)過(guò)一級三極管，使用三極管驅動(dòng)MOS管。

三極管和MOS管控制區別

三極管和MOS管在驅動(dòng)上是有區別的，三極管是電流驅動(dòng)，而MOS管是電壓驅動(dòng)，三極管的基極驅動(dòng)電壓只要高于Ube的死區電壓即可控制三極管導通，硅材料三極管的死區電壓一般為0.6V，鍺材料三極管的死區電壓一般為0.3V，所以控制三極管的電壓對于硅材料的三極管來(lái)說(shuō)只要高于0.6V左右即可，而對于鍺材料的三極管來(lái)說(shuō)只要高于0.3V左右即可。

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

三極管和MOS管控制實(shí)際應用

了解三極管和MOS管在控制上的區別之后，那么單片機I/O口怎么控制三極管和MOS管呢？單片機一般采用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的電壓足夠可以驅動(dòng)三極管，三極管屬于電流驅動(dòng)，根據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都可以，下圖為簡(jiǎn)單的NPN三極管控制LED指示燈的原理。

（2）MOS管是電壓驅動(dòng)，MOS管開(kāi)啟最低驅動(dòng)電壓為3V~5V左右，不同型號MOS管驅動(dòng)電壓不同，一些小功率MOS管最低驅動(dòng)電壓為2.5V左右，單片機I/O口可以直接驅動(dòng)，但是此時(shí)MOS管處于半導通狀態(tài)，內阻很大，驅動(dòng)小電流負載可以這么使用。大電流負載就不可以這么使用了，內阻大，管子的功耗過(guò)大，很容易燒毀MOS管。MOS管達到飽和狀態(tài)所需驅動(dòng)電壓一般為6V~10V左右，3.3V的電壓不足以直接驅動(dòng)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管的驅動(dòng)電壓變高。舉例說(shuō)明，僅供參考，原理如下圖所示。

原理分析：當單片機I/O口為高電平時(shí)，NPN三極管Q5導通，直接將N-MOS管控制極G極拉低，MOS管截止，負載不工作；當單片機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管導通并達到飽和狀態(tài)，負載工作。

總結：三極管為電流驅動(dòng)，較低的電壓就可以驅動(dòng)三極管，而MOS管為電壓驅動(dòng)，驅動(dòng)電壓較高，單片機I/O口的電壓不足以驅動(dòng)MOS管，所以經(jīng)常使用三極管作為緩沖改變電壓，當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別

MOS管和三極管在功能上有什么區別？這兩種元件本身就可以看作一個(gè)基本單元，一個(gè)獨立的器件，就算拆開(kāi)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(jiǎn)單的觸摸燈電路來(lái)感受一下二者功能上的區別。

這個(gè)觸摸燈電路如下，圖的右下角也說(shuō)明了這個(gè)電路操作過(guò)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(huì )發(fā)光，即使手松開(kāi)燈也繼續亮，至于為什么會(huì )這樣，可以簡(jiǎn)單理解為：當G極電位升高后，會(huì )在D極（漏極）和S極（源極）之間形成一個(gè)導電溝道，這個(gè)溝道就相當于一根導線(xiàn)，因此線(xiàn)路導通了。

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

如果用手同時(shí)觸摸G極和電源負極，那么這個(gè)LED燈就會(huì )熄滅，之所以會(huì )這樣，那是因為這個(gè)溝道夾斷了，理解起來(lái)剛好和導通時(shí)相反。

那如果把MOS管換成三極管現象還是這樣嗎？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（相當于MOS管的柵極和電源正極）這個(gè)LED燈也會(huì )亮，不過(guò)當手松開(kāi)后這個(gè)LED燈會(huì )立馬熄滅。

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

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

從這也能感受出來(lái)，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管更節能。

2、MOS管只有多數載流子參與導電，三極管中多數載流子和少數載流子都參與導電，因此MOS管熱穩定性更好。

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

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