單片機(jī)為什么一般選用三極管而不是MOS管

這里其實(shí)有兩個(gè)問(wèn)題：

1.單片機(jī)為什么不直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載?

2.單片機(jī)為什么一般選用三極管而不是MOS管?

圖1

答：

1.單片機(jī)的IO口，有一定的帶負(fù)載能力。但電流很小，驅(qū)動(dòng)能力有限，一般在10-20mA以內(nèi)。所以一般不采用單片機(jī)直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載這種方式。

2.至于單片機(jī)為什么一般選用三極管而不是MOS管?需要了解三極管和MOS管的區(qū)別，如下：

①三極管是電流控制型，三極管基極驅(qū)動(dòng)電壓只要高于Ube(一般是0.7V)就能導(dǎo)通。

②MOS管是電壓控制型，驅(qū)動(dòng)電壓必須高于閾值電壓Vgs(TH)才能正常導(dǎo)通，不同MOS管的閾值電壓是不一樣的，一般為3-5V左右，飽和驅(qū)動(dòng)電壓可在6-8V。

我們?cè)賮?lái)看實(shí)際應(yīng)用：

處理器一般講究低功耗，供電電壓也越來(lái)越低，一般單片機(jī)供電為3.3V，所以它的I/O最高電壓也就是3.3V。

①直接驅(qū)動(dòng)三極管

3.3V電壓肯定是大于Ube的，所以直接在基極串聯(lián)一個(gè)合適的電阻，讓三極管工作在飽和區(qū)就可以了。Ib=(VO-0.7V)/R2。

圖2 驅(qū)動(dòng)三極管示意圖

②驅(qū)動(dòng)MOS管

通過(guò)前面也了解到，MOS管的飽和電壓>3.3V，如果用3.3V來(lái)驅(qū)動(dòng)的話，很可能MOS管根本就打不開(kāi)，或者處于半導(dǎo)通狀態(tài)。

在半導(dǎo)通狀態(tài)下，管子的內(nèi)阻很大，驅(qū)動(dòng)小電流負(fù)載可以這么用。但是大電流負(fù)載就不行了，內(nèi)阻大，管子的功耗大，MOS管很容易就燒壞了。

所以，一般選擇I/O口直接控制三極管，然后再控制MOS管。

圖3 I/O口驅(qū)動(dòng)三極管后再驅(qū)動(dòng)MOS管

當(dāng)I/O為高電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，MOS管柵極被拉低，負(fù)載RL不工作。

當(dāng)I/O為低電平時(shí)，三極管不導(dǎo)通，MOS管通過(guò)電阻R3，R4分壓，為柵極提供合適的閾值電壓，MOS管導(dǎo)通，負(fù)載RL正常工作。

為什么要這樣操作呢?一定要用三極管來(lái)驅(qū)動(dòng)MOS管嗎?

那是因?yàn)槿龢O管帶負(fù)載的能力沒(méi)有MOS管強(qiáng)，當(dāng)負(fù)載電流有要求時(shí)，必須要用MOS管來(lái)驅(qū)動(dòng)。

那可以用I/O口直接驅(qū)動(dòng)MOS管嗎?答案是可以的，但這種型號(hào)不好找，這里給大家推薦一個(gè)NMOS型號(hào)：DMN6140L-13(因?yàn)橛玫纳?，目前就知道這個(gè)型號(hào)，如果大家有知道的，可以在評(píng)論區(qū)告訴我，感謝)。

圖4 DMN6140L-13閾值電壓

這個(gè)管子的閾值電壓是1V，3.3V的時(shí)候可以完全導(dǎo)通，導(dǎo)通時(shí)的最大電流大約2.3A的樣子。

圖5 DMN6140L-13導(dǎo)通電流

我們?cè)賮?lái)看看，常用的NPN三極管LMBT2222ALT1G的帶載能力，最大電流IC=600mA。

圖6 LMBT2222ALT1G導(dǎo)通電流

可見(jiàn)MOS管的驅(qū)動(dòng)能力是三極管4倍，所以對(duì)負(fù)載電流有要求的都使用MOS管。

原文標(biāo)題：?jiǎn)纹瑱C(jī)I/O口驅(qū)動(dòng)，為什么一般都選用三極管而不是MOS管?

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審核編輯：湯梓紅