MOS管和三极管控制区别-MOS管和三极管在功能上的区别

本文主(zhu)要(yao)讲MOS管(guan)(guan)和三极管(guan)(guan)在控制上(shang)的区别。我们为什么经常看到在使用(yong)单片机I/O口(kou)驱动(dong)MOS管(guan)(guan)时，不是使用(yong)单片机I/O口(kou)直接(jie)驱动(dong)，而(er)是经过一级三极管(guan)(guan)，使用(yong)三极管(guan)(guan)驱动(dong)MOS管(guan)(guan)。

三极管和MOS管控制区别

三(san)(san)(san)极(ji)(ji)管(guan)和MOS管(guan)在驱(qu)(qu)动上是(shi)(shi)有(you)区别的(de)，三(san)(san)(san)极(ji)(ji)管(guan)是(shi)(shi)电流驱(qu)(qu)动，而MOS管(guan)是(shi)(shi)电压(ya)(ya)驱(qu)(qu)动，三(san)(san)(san)极(ji)(ji)管(guan)的(de)基(ji)极(ji)(ji)驱(qu)(qu)动电压(ya)(ya)只(zhi)要高(gao)于(yu)Ube的(de)死(si)区电压(ya)(ya)即(ji)可控制三(san)(san)(san)极(ji)(ji)管(guan)导通(tong)，硅(gui)(gui)材(cai)料三(san)(san)(san)极(ji)(ji)管(guan)的(de)死(si)区电压(ya)(ya)一般(ban)(ban)为0.6V，锗(zhe)材(cai)料三(san)(san)(san)极(ji)(ji)管(guan)的(de)死(si)区电压(ya)(ya)一般(ban)(ban)为0.3V，所(suo)以(yi)控制三(san)(san)(san)极(ji)(ji)管(guan)的(de)电压(ya)(ya)对于(yu)硅(gui)(gui)材(cai)料的(de)三(san)(san)(san)极(ji)(ji)管(guan)来说只(zhi)要高(gao)于(yu)0.6V左右即(ji)可，而对于(yu)锗(zhe)材(cai)料的(de)三(san)(san)(san)极(ji)(ji)管(guan)来说只(zhi)要高(gao)于(yu)0.3V左右即(ji)可。

而MOS管就(jiu)不(bu)一(yi)(yi)样(yang)了，MOS管是(shi)电(dian)(dian)压(ya)型驱(qu)动，其(qi)驱(qu)动电(dian)(dian)压(ya)必须高(gao)于(yu)其(qi)死区电(dian)(dian)压(ya)Ugs的(de)最(zui)(zui)小值才能导(dao)(dao)通(tong)(tong)，不(bu)同型号的(de)MOS管其(qi)导(dao)(dao)通(tong)(tong)的(de)Ugs最(zui)(zui)小值是(shi)不(bu)同的(de)，一(yi)(yi)般(ban)为3V~5V左右(you)，最(zui)(zui)小的(de)也(ye)要2.5V，但这也(ye)只是(shi)刚(gang)刚(gang)导(dao)(dao)通(tong)(tong)，其(qi)电(dian)(dian)流很小，还处(chu)于(yu)放大区的(de)起始阶段，一(yi)(yi)般(ban)MOS管达到(dao)饱和时的(de)驱(qu)动电(dian)(dian)压(ya)需(xu)6V~10V左右(you)。

三极管和MOS管控制实际应用

了解三(san)极(ji)管(guan)(guan)和MOS管(guan)(guan)在控制上的区(qu)别之后，那么(me)单(dan)片(pian)机(ji)I/O口怎么(me)控制三(san)极(ji)管(guan)(guan)和MOS管(guan)(guan)呢？单(dan)片(pian)机(ji)一(yi)般采用5V或3.3V供(gong)电(dian)，其(qi)(qi)I/O口高电(dian)平(ping)(ping)为5V或3.3V，处理(li)器(qi)一(yi)般讲究低功耗，如今使用3.3V供(gong)电(dian)的单(dan)片(pian)机(ji)较多，所以其(qi)(qi)I/O口高电(dian)平(ping)(ping)也只有3.3V。

（1）3.3V的电压足够可(ke)(ke)以(yi)(yi)驱(qu)动三(san)极(ji)管(guan)(guan)，三(san)极(ji)管(guan)(guan)属于电流(liu)驱(qu)动，根据I/O口的电压VIO以(yi)(yi)及(ji)限流(liu)电阻R1的值可(ke)(ke)以(yi)(yi)推算出基(ji)极(ji)电流(liu)，Ib=（VIO-0.6V）/R1，选择不同(tong)的电阻R1阻值，可(ke)(ke)以(yi)(yi)改变基(ji)极(ji)电流(liu)，只要(yao)VIO大于0.6V，想要(yao)使三(san)极(ji)管(guan)(guan)工作在饱和区都可(ke)(ke)以(yi)(yi)，下图为简(jian)单的NPN三(san)极(ji)管(guan)(guan)控(kong)制LED指示灯(deng)的原理(li)。

（2）MOS管是电压(ya)(ya)驱(qu)(qu)动(dong)(dong)(dong)，MOS管开启最低(di)驱(qu)(qu)动(dong)(dong)(dong)电压(ya)(ya)为(wei)3V~5V左右，不同型号MOS管驱(qu)(qu)动(dong)(dong)(dong)电压(ya)(ya)不同，一些小功率MOS管最低(di)驱(qu)(qu)动(dong)(dong)(dong)电压(ya)(ya)为(wei)2.5V左右，单片机I/O口(kou)可(ke)以(yi)直(zhi)接驱(qu)(qu)动(dong)(dong)(dong)，但是此时MOS管处于半导通(tong)状(zhuang)态，内(nei)阻很(hen)大，驱(qu)(qu)动(dong)(dong)(dong)小电流(liu)负载(zai)可(ke)以(yi)这么(me)使用(yong)。大电流(liu)负载(zai)就不可(ke)以(yi)这么(me)使用(yong)了，内(nei)阻大，管子的(de)功耗(hao)过大，很(hen)容易烧毁MOS管。MOS管达(da)到饱和(he)状(zhuang)态所需驱(qu)(qu)动(dong)(dong)(dong)电压(ya)(ya)一般为(wei)6V~10V左右，3.3V的(de)电压(ya)(ya)不足以(yi)直(zhi)接驱(qu)(qu)动(dong)(dong)(dong)MOS管使其饱和(he)。因此，可(ke)以(yi)在I/O口(kou)的(de)输(shu)出端加(jia)一级三(san)极管，使MOS管的(de)驱(qu)(qu)动(dong)(dong)(dong)电压(ya)(ya)变高。举例说明(ming)，仅(jin)供参(can)考，原理如下图所示(shi)。

原理分析(xi)：当(dang)单片(pian)机I/O口为高电(dian)(dian)平时，NPN三极(ji)(ji)管(guan)Q5导(dao)通，直(zhi)接将N-MOS管(guan)控制极(ji)(ji)G极(ji)(ji)拉低，MOS管(guan)截(jie)止(zhi)，负载(zai)不工作(zuo)；当(dang)单片(pian)机I/O口为低电(dian)(dian)平时，NPN三极(ji)(ji)管(guan)Q5截(jie)止(zhi)，电(dian)(dian)阻(zu)R12和R13将24V电(dian)(dian)源分压得G极(ji)(ji)电(dian)(dian)压为：24V*20K/（10K+20K）=8V，MOS管(guan)导(dao)通并(bing)达到(dao)饱和状(zhuang)态，负载(zai)工作(zuo)。

总结：三(san)(san)极管(guan)为电(dian)(dian)流(liu)驱(qu)(qu)动，较低的(de)电(dian)(dian)压就可(ke)以驱(qu)(qu)动三(san)(san)极管(guan)，而MOS管(guan)为电(dian)(dian)压驱(qu)(qu)动，驱(qu)(qu)动电(dian)(dian)压较高，单片机I/O口的(de)电(dian)(dian)压不足(zu)以驱(qu)(qu)动MOS管(guan)，所以经(jing)常(chang)使用(yong)(yong)三(san)(san)极管(guan)作为缓冲改变电(dian)(dian)压，当然除了使用(yong)(yong)三(san)(san)极管(guan)之外还可(ke)以使用(yong)(yong)光耦(ou)等。

MOS管和三极管在功能上的区别

MOS管和(he)三(san)极管在(zai)功(gong)能上(shang)有什么区别？这两种元件本身就可以看作(zuo)一(yi)个基本单元，一(yi)个独立的(de)器件，就算(suan)拆开(kai)外(wai)壳，用肉眼也找不出什么差别，从(cong)工作(zuo)原理上(shang)理解又謷牙诘屈，这次从(cong)一(yi)个简单的(de)触摸灯(deng)电路来(lai)感受(shou)一(yi)下(xia)二者功(gong)能上(shang)的(de)区别。

这个触(chu)摸灯电路如下，图的右下角也说明了这个电路操作过程(cheng)，如果用手(shou)同时(shi)触(chu)摸MOS管的G极（栅(zha)极）和电源(yuan)正(zheng)极，那么LED灯就会(hui)(hui)发光，即(ji)使(shi)手(shou)松开灯也继续亮，至于为什(shen)么会(hui)(hui)这样，可以简单理解为：当(dang)G极电位升高后，会(hui)(hui)在D极（漏极）和S极（源(yuan)极）之间形成(cheng)一(yi)个导(dao)电沟(gou)道，这个沟(gou)道就相当(dang)于一(yi)根导(dao)线(xian)，因此线(xian)路导(dao)通了。

导通时D极与S极之间的压降也能用万用表量出来，压降接(jie)近于0 V，在昨天那篇(pian)文章已(yi)经介绍过(guo)了。

如果用手同时(shi)触(chu)摸G极和电源(yuan)负极，那么这个LED灯就会熄灭，之所以会这样，那是因为这个沟道夹断了，理解起(qi)来刚好和导(dao)通时(shi)相反。

那(nei)如果把MOS管(guan)换成(cheng)三(san)(san)极管(guan)现象还是(shi)这(zhei)样吗？更(geng)换的原(yuan)理图(tu)就(jiu)是(shi)下图(tu)中(zhong)右面那(nei)个电(dian)路，实际上换成(cheng)三(san)(san)极管(guan)，同时触(chu)摸三(san)(san)极管(guan)基极和电(dian)源(yuan)正(zheng)极（相(xiang)当于MOS管(guan)的栅极和电(dian)源(yuan)正(zheng)极）这(zhei)个LED灯也会亮，不过当手松开后这(zhei)个LED灯会立马熄灭。

为什么和用MOS管现象不(bu)同呢？我(wo)们回忆一下三极管工作于放大状态时的条件：发射结正偏，集电结反偏。

如果(guo)(guo)用手同时触摸基(ji)极(ji)和电源正(zheng)极(ji)，这两个条件都满足，所以三极(ji)管(guan)导通了(le)，LED灯(deng)也亮了(le)；如果(guo)(guo)此时送开手，集(ji)电结(jie)反偏仍然(ran)满足，但是(shi)发射结(jie)正(zheng)偏已经(jing)不满足了(le)，因此三极(ji)管(guan)会截止，对外表(biao)现(xian)就是(shi)这个LED灯(deng)会熄(xi)灭。

从这也能感受出来，MOS管确(que)实(shi)比三(san)(san)极(ji)管好(hao)用，确(que)实(shi)MOS管与三(san)(san)极(ji)管相比有很多优点，例如：

1、MOS管(guan)是电压控(kong)制性器(qi)件(jian)，三极管(guan)是电流控(kong)制性器(qi)件(jian)，因此MOS管(guan)更节能(neng)。

2、MOS管只有(you)多(duo)(duo)数载(zai)流子参(can)与(yu)导电，三极管中多(duo)(duo)数载(zai)流子和少数载(zai)流子都参(can)与(yu)导电，因(yin)此MOS管热稳定(ding)性更好。

3、MOS管(guan)灵活性比(bi)三极管(guan)好。

4、在工艺上MOS管更(geng)易于集(ji)成(cheng)。

5、MOS管(guan)导通(tong)时导通(tong)压降小（接近于(yu)0 V，而(er)三极管(guan)工作(zuo)于(yu)放大状态(tai)大于(yu)0.3 V）。

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