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
本文主要講MOS管和三極管在控制上的區別。我們為什么經常看到在使用單片機I/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。
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。
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。
（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。
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。
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。
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。
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。
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管導通時導通壓降小（接近于0 V，而三極管工作于放大狀態大于0.3 V）。
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