MOS管和三極管到底有什么區(qū)別

對于很多人來說呢，三極管聽上去很熟悉，說它熟悉呢是因為很多人都聽過他的大名，也見過這個符號，以及知道它可以用來放大信號。說陌生呢是因為除了上述內(nèi)容之外，很多人對它一無所知，也從來沒有直接使用過三極管。之所以三極管有那么大的名氣，是因為它的歷史非常的悠久。在一些早期的電子設(shè)備里面幾乎都能找到三極管的身影。早期的電子雜志上面也刊登了大量的關(guān)于三極管的應(yīng)用電路，但是現(xiàn)在三極管的應(yīng)用場景已經(jīng)很少了。原因主要有兩個：第一個是集成電路的發(fā)展，比如說上面幾個三極管的電路都可以用單片機或者其他集成電路輕易的取代，使用起來更加的簡單方便，效果也更好。對于很多人來說，也就失去了學(xué)習(xí)三極管的動力和場景。第二個原因也是最重要的原因就是MOS管的普及，它進(jìn)一步壓縮了三極管的生存空間。

那么本本文我們就來聊一下MOS管和三極管的區(qū)別，以及它比起三極管到底有什么優(yōu)勢。首先簡單說一下三極管是如何工作的，三極管有三個電極，分別是b，e，c，使用起來非常的簡單。只要像這樣把電路接好，單片機的這個IO口輸出為高電平的時候，三極管打開通路，燈泡也就打開；當(dāng)單片機的IO口輸出為低電平的時候，三極管關(guān)閉，燈泡也就關(guān)閉，是不是覺得這個場景非常的熟悉？沒錯，它跟之前我們講的MOS管簡直一模一樣。

那MOS管和三極管到底是有什么區(qū)別呢？

第一個區(qū)別也就是最重要的一個區(qū)別就是MOS管是電壓控制的元件，而三極管是電流控制的元件。那么怎么理解這兩句話呢？三極管的b和e之間可以假象為存在一個二極管，這也就產(chǎn)生了一個電流的通路。當(dāng)我給三極管施加高電平的時候，b和e之間就會產(chǎn)生持續(xù)的電流，只有存在這個持續(xù)的電流時，三極管才會被打開。當(dāng)我把這個高電平拿走，電流就瞬間消失了，三極管也就會關(guān)閉，所以維持三極管打開的必要條件就是b和e之間存在持續(xù)的電流，所以三極管被稱為電流控制元件。

而對于這個MOS管來說，g 跟s 之間是不存在通路的，它們之間僅僅存在一個寄生電容。當(dāng)給g極施加高電平的時候，除了一開始給這個寄生電容充電的電流之外，并不存在其他的電流，只要維持g極和 s極的電壓差MOS管就可以打開，甚至因為這個寄生電容的存在，即便我撤走了IO口的高電平，你會發(fā)現(xiàn)燈泡依舊是亮著的。直到這個電容上的電荷慢慢的放光，MOS管才會關(guān)閉，這就是MOS管被稱為電壓控制器件的原因了。

那么看到這里你應(yīng)該可以明白MOS管的優(yōu)勢了吧？沒錯，就是省電，保持MOS管的打開狀態(tài)并不需要額外的電流，而三極管需要你可能會覺得三極管消耗的那些電流很小，不足為大。但是現(xiàn)在的一個集成電路動不動就成百上千個管，甚至有上億。如果都用三極管來做的話，那這個功耗就大的非常驚人了，這就是為什么現(xiàn)在的數(shù)字集成電路中基本上都是用MOS管的原因了。

MOS管對于三極管來說，第二個優(yōu)勢就是導(dǎo)通阻抗小，MOS管導(dǎo)通以后呢，d與s之間可以等效為一個電阻，而且這個電阻可以很輕松的做到小于十毫歐姆。此時，即便通過10安培的電流，也就只會產(chǎn)生0.1伏的壓降，即1W的功耗。而三極管導(dǎo)通以后，c和e之間就等效為一個二極管，就會產(chǎn)生一個固定的0.4伏左右的壓降。此時如果通過的電流還是10安培，那么三極管的功耗就達(dá)到了4W，是MOS管的四倍左右，所以現(xiàn)在大部分的低壓功率器件都使用了MOS管做控制。

說到這里，你會發(fā)現(xiàn)不管是在集成電路的內(nèi)部還是作為分立元件，三極管似乎都被MOS給打敗了。那么三極管比起MOS管來說有沒有什么優(yōu)勢呢？一般來說三極管有兩個優(yōu)勢，第一個就是便宜，對于一些小功率的控制場景，比如說像這種LED燈或者小功率的直流電機。他們的運行電流可能小于100毫安，那么使用三極管就非常的劃算了。因為三極管雖然會消耗0.4V的壓降，但是因為電流很小。所以三極管消耗的總功耗也就可以小的忽略了。這也就是我目前使用三極管最多的場景了，我一般會選擇S8050這個型號的三極管價格只有幾分錢，性價比非常的高。同時一些電平轉(zhuǎn)換電路用三極管也比較合適。

那三極管的第二個優(yōu)勢就是耐高壓大電流。MOS管因為工藝的問題，如果要做高壓的話，Rdsn就會很大，此時三極管就有優(yōu)勢了。三極管很容易做到耐高壓，但是這種場景普通人很少會遇到，我就不細(xì)說了。簡單的總結(jié)一下，因為靜態(tài)電流小，導(dǎo)通阻抗低的優(yōu)勢，現(xiàn)在大部分場景下，我們都是用MOS管取代三極管了，只有在一些小功率或者對功耗不敏感的場景下，我們才會使用三極管。畢竟目前來講三極管還是有很大的價格優(yōu)勢的。

另外本本文也沒有很詳細(xì)的去講解三極管的原理和構(gòu)造，甚至我都沒有提及三極管的放大特性。那是因為我覺得三極管的放大特性在現(xiàn)實中已經(jīng)極少有應(yīng)用場景了。甚至我自己從來沒有在正式的工作中用過三極管的放大特性。當(dāng)然我不是說它不重要，其實我還是很懷念高中的時候，用兩個三極管和一堆分立元件制作的收音機。整個過程雖然沒有太多的商業(yè)價值，但是卻收獲了很多的樂趣。也正是這些簡單的制作，讓我對硬件的世界產(chǎn)生了濃厚的興趣。