1 三極管和MOS管的基本特性
三極管是電流控制電流器件,用基極電流的變化控制集電極電流的變化。有NPN型三極管和PNP型三極管兩種,符號如下:
MOS管是電壓控制電流器件,用柵極電壓的變化控制漏極電流的變化。有P溝道MOS管(簡稱PMOS)和N溝道MOS管(簡稱NMOS),符號如下(此處只討論常用的增強型MOS管):
2 三極管和MOS管的正確應(yīng)用
(1)NPN型三極管
適合射極接GND集電極接負載到VCC的情況。只要基極電壓高于射極電壓(此處為GND)0.7V,即發(fā)射結(jié)正偏(VBE為正),NPN型三極管即可開始導(dǎo)通?;鶚O用高電平驅(qū)動NPN型三極管導(dǎo)通(低電平時不導(dǎo)通);基極除限流電阻外,更優(yōu)的設(shè)計是,接下拉電阻10-20k到GND;
優(yōu)點是:①使基極控制電平由高變低時,基極能夠更快被拉低,NPN型三極管能夠更快更可靠地截止;②系統(tǒng)剛上電時,基極是確定的低電平。
(2)PNP型三極管
適合射極接VCC集電極接負載到GND的情況。只要基極電壓低于射極電壓(此處為VCC)0.7V,即發(fā)射結(jié)反偏(VBE為負),PNP型三極管即可開始導(dǎo)通?;鶚O用低電平驅(qū)動PNP型三極管導(dǎo)通(高電平時不導(dǎo)通);基極除限流電阻外,更優(yōu)的設(shè)計是,接上拉電阻10-20k到VCC;
優(yōu)點是:①使基極控制電平由低變高時,基極能夠更快被拉高,PNP型三極管能夠更快更可靠地截止;②系統(tǒng)剛上電時,基極是確定的高電平。
所以,如上所述:
對NPN三極管來說,最優(yōu)的設(shè)計是,負載R12接在集電極和VCC之間。不夠周到的設(shè)計是,負載R12接在射極和GND之間。
對PNP三極管來說,最優(yōu)的設(shè)計是,負載R14接在集電極和GND之間。不夠周到的設(shè)計是,負載R14接在發(fā)射極和VCC之間。這樣,就可以避免負載的變化被耦合到控制端。從電流的方向可以明顯看出。
(3)PMOS
適合源極接VCC漏極接負載到GND的情況。只要柵極電壓低于源極電壓(此處為VCC)超過Vth(即Vgs超過-Vth),PMOS即可開始導(dǎo)通。柵極用低電平驅(qū)動PMOS導(dǎo)通(高電平時不導(dǎo)通);柵極除限流電阻外,更優(yōu)的設(shè)計是,接上拉電阻10-20k到VCC,使柵極控制電平由低變高時,柵極能夠更快被拉高,PMOS能夠更快更可靠地截止。
(4)NMOS
適合源極接GND漏極接負載到VCC的情況。只要柵極電壓高于源極電壓(此處為GND)超過Vth(即Vgs超過Vth),NMOS即可開始導(dǎo)通。柵極用高電平驅(qū)動NMOS導(dǎo)通(低電平時不導(dǎo)通);柵極除限流電阻外,更優(yōu)的設(shè)計是,接下拉電阻10-20k到GND,使柵極控制電平由高變低時,柵極能夠更快被拉低,NMOS能夠更快更可靠地截止。
所以,如上所述:
對PMOS來說,最優(yōu)的設(shè)計是,負載R16接在漏極和GND之間。不夠周到的設(shè)計是,負載R16接在源極和VCC之間。
對NMOS來說,最優(yōu)的設(shè)計是,負載R18接在漏極和VCC之間。不夠周到的設(shè)計是,負載R18接在源極和GND之間。
3 設(shè)計原則
為避免負載的變化被耦合到控制端(基極Ib或柵極Vgs)的精密邏輯器件(如MCU)中,負載應(yīng)接在集電極或漏極。
原文標題:三極管和MOS管驅(qū)動電路的正確用法
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審核編輯:湯梓紅
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