為什么經(jīng)常看到在使用單片機(jī)I/O口驅(qū)動(dòng)MOS管時(shí)，不是使用單片機(jī)I/O口直接驅(qū)動(dòng)，而是經(jīng)過(guò)一級(jí)三極管，使用三極管驅(qū)動(dòng)MOS管。
三極管和MOS管控制區(qū)別
三極管和MOS管在驅(qū)動(dòng)上是有區(qū)別的，三極管是電流驅(qū)動(dòng)，而MOS管是電壓驅(qū)動(dòng)，三極管的基極驅(qū)動(dòng)電壓只要高于Ube的死區(qū)電壓即可控制三極管導(dǎo)通，硅材料三極管的死區(qū)電壓一般為0.6V，鍺材料三極管的死區(qū)電壓一般為0.3V，所以控制三極管的電壓對(duì)于硅材料的三極管來(lái)說(shuō)只要高于0.6V左右即可，而對(duì)于鍺材料的三極管來(lái)說(shuō)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(qū)動(dòng)，其驅(qū)動(dòng)電壓必須高于其死區(qū)電壓Ugs的最小值才能導(dǎo)通，不同型號(hào)的MOS管其導(dǎo)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(dǎo)通，其電流很小，還處于放大區(qū)的起始階段，一般MOS管達(dá)到飽和時(shí)的驅(qū)動(dòng)電壓需6V~10V左右。
實(shí)際應(yīng)用
了解三極管和MOS管在控制上的區(qū)別之后，那么單片機(jī)I/O口怎么控制三極管和MOS管呢?單片機(jī)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(jī)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(qū)動(dòng)三極管，三極管屬于電流驅(qū)動(dòng)，根據(jù)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(qū)都可以，下圖為簡(jiǎn)單的NPN三極管控制LED指示燈的原理。
(2)MOS管是電壓驅(qū)動(dòng)，MOS管開(kāi)啟最低驅(qū)動(dòng)電壓為3V~5V左右，不同型號(hào)MOS管驅(qū)動(dòng)電壓不同，一些小功率MOS管最低驅(qū)動(dòng)電壓為2.5V左右，單片機(jī)I/O口可以直接驅(qū)動(dòng)，但是此時(shí)MOS管處于半導(dǎo)通狀態(tài)，內(nèi)阻很大，驅(qū)動(dòng)小電流負(fù)載可以這么使用。大電流負(fù)載就不可以這么使用了，內(nèi)阻大，管子的功耗過(guò)大，很容易燒毀MOS管。MOS管達(dá)到飽和狀態(tài)所需驅(qū)動(dòng)電壓一般為6V~10V左右，3.3V的電壓不足以直接驅(qū)動(dòng)MOS管使其飽和。因此，可以在I/O口的輸出端加一級(jí)三極管，使MOS管的驅(qū)動(dòng)電壓變高。舉例說(shuō)明，僅供參考，原理如下圖所示。
原理分析：當(dāng)單片機(jī)I/O口為高電平時(shí)，NPN三極管Q5導(dǎo)通，直接將N-MOS管控制極G極拉低，MOS管截止，負(fù)載不工作;當(dāng)單片機(jī)I/O口為低電平時(shí)，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(dǎo)通并達(dá)到飽和狀
總結(jié)：三極管為電流驅(qū)動(dòng)，較低的電壓就可以驅(qū)動(dòng)三極管，而MOS管為電壓驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)電壓較高，單片機(jī)I/O口的電壓不足以驅(qū)動(dòng)MOS管，所以經(jīng)常使用三極管作為緩沖改變電壓，當(dāng)然除了使用三極管之外還可以使用光耦等。
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