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      MOS管和三極管控制區別-MOS管和三極管在功能上的區別-KIA MOS管

      信息來源:本站 日期:2020-04-14 

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      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。我們為什么經??吹皆谑褂脝纹瑱CI/O口驅動MOS管時,不是使用單片機I/O口直接驅動,而是經過一級三極管,使用三極管驅動MOS管。


      MOS管,三極管


      三極管和MOS管控制區別

      三極管和MOS管在驅動上是有區別的,三極管是電流驅動,而MOS管是電壓驅動,三極管的基極驅動電壓只要高于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管是電壓型驅動,其驅動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管達到飽和時的驅動電壓需6V~10V左右。


      三極管和MOS管控制實際應用

      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三極管,三極管屬于電流驅動,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,下圖為簡單的NPN三極管控制LED指示燈的原理。


      MOS管,三極管


      (2)MOS管是電壓驅動,MOS管開啟最低驅動電壓為3V~5V左右,不同型號MOS管驅動電壓不同,一些小功率MOS管最低驅動電壓為2.5V左右,單片機I/O口可以直接驅動,但是此時MOS管處于半導通狀態,內阻很大,驅動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,管子的功耗過大,很容易燒毀MOS管。MOS管達到飽和狀態所需驅動電壓一般為6V~10V左右,3.3V的電壓不足以直接驅動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管的驅動電壓變高。舉例說明,僅供參考,原理如下圖所示。


      MOS管,三極管


      原理分析:當單片機I/O口為高電平時,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,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,負載工作。


      總結:三極管為電流驅動,較低的電壓就可以驅動三極管,而MOS管為電壓驅動,驅動電壓較高,單片機I/O口的電壓不足以驅動MOS管,所以經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基本單元,一個獨立的器件,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,這次從一個簡單的觸摸燈電路來感受一下二者功能上的區別。


      MOS管,三極管


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


      MOS管,三極管


      導通時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介紹過了。


      如果用手同時觸摸G極和電源負極,那么這個LED燈就會熄滅,之所以會這樣,那是因為這個溝道夾斷了,理解起來剛好和導通時相反。


      MOS管,三極管


      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電路,實際上換成三極管,同時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LED燈也會亮,不過當手松開后這個LED燈會立馬熄滅。


      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時的條件:發射結正偏,集電結反偏。


      如果用手同時觸摸基極和電源正極,這兩個條件都滿足,所以三極管導通了,LED燈也亮了;如果此時送開手,集電結反偏仍然滿足,但是發射結正偏已經不滿足了,因此三極管會截止,對外表現就是這個LED燈會熄滅。


      MOS管,三極管


      從這也能感受出來,MOS管確實比三極管好用,確實MOS管與三極管相比有很多優點,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管導通時導通壓降?。ń咏? V,而三極管工作于放大狀態大于0.3 V)。


      MOS管,三極管


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