[导读] ▲公众号:工程师看海▲这里其实有两个问题:1.单片机为什么不直接驱动负载?2.单片机为什么一般选用三极管而不是MOS管?图1答:1.单片机的IO口,有一定的带负载能力。但电流很小,驱动能力有限,一般在10-20mA以内。所以一般不采用单片机直接驱动负载这种方式。2.至于单片机为...
这里其实有两个问题:
1.单片机为什么不直接驱动负载?
2.单片机为什么一般选用三极管而不是MOS管?
图1
答:
1.单片机的IO口,有一定的带负载能力。但电流很小,驱动能力有限,一般在10-20mA以内。所以一般不采用单片机直接驱动负载这种方式。
2.至于单片机为什么一般选用三极管而不是MOS管?需要了解三极管和MOS管的区别,如下:
①三极管是电流控制型,三极管基极驱动电压只要高于Ube(一般是0.7V)就能导通。
②MOS管是电压控制型,驱动电压必须高于阈值电压Vgs(TH)才能正常导通,不同MOS管的阈值电压是不一样的,一般为3-5V左右,饱和驱动电压可在6-8V。
我们再来看实际应用:
处理器一般讲究低功耗,供电电压也越来越低,一般单片机供电为3.3V,所以它的I/O最高电压也就是3.3V。
①直接驱动三极管
3.3V电压肯定是大于Ube的,所以直接在基极串联一个合适的电阻,让三极管工作在饱和区就可以了。Ib=(VO-0.7V)/R2。
图2 驱动三极管示意图
②驱动MOS管
通过前面也了解到,MOS管的饱和电压>3.3V,如果用3.3V来驱动的话,很可能MOS管根本就打不开,或者处于半导通状态。
在半导通状态下,管子的内阻很大,驱动小电流负载可以这么用。但是大电流负载就不行了,内阻大,管子的功耗大,MOS管很容易就烧坏了。
所以,一般选择I/O口直接控制三极管,然后再控制MOS管。
图3 I/O口驱动三极管后再驱动MOS管
当I/O为高电平时,三极管导通,MOS管栅极被拉低,负载RL不工作。
当I/O为低电平时,三极管不导通,MOS管通过电阻R3,R4分压,为栅极提供合适的阈值电压,MOS管导通,负载RL正常工作。
为什么要这样操作呢?一定要用三极管来驱动MOS管吗?
那是因为三极管带负载的能力没有MOS管强,当负载电流有要求时,必须要用MOS管来驱动。
那可以用I/O口直接驱动MOS管吗?答案是可以的,但这种型号不好找,这里给大家推荐一个NMOS型号:DMN6140L-13(因为用的少,目前就知道这个型号,如果大家有知道的,可以在评论区告诉我,感谢)。
图4 DMN6140L-13阈值电压
这个管子的阈值电压是1V,3.3V的时候可以完全导通,导通时的最大电流大约2.3A的样子。
图5 DMN6140L-13导通电流
我们再来看看,常用的NPN三极管LMBT2222ALT1G的带载能力,最大电流IC=600mA。
图6 LMBT2222ALT1G导通电流
可见MOS管的驱动能力是三极管4倍,所以对负载电流有要求的都使用MOS管。
那他们的价格相差多少呢?我在立创上搜了一下,MOS管的三极管的价格几乎是三极管的6倍。如下图:
图7 DMN6140L-13价格
图8 LMBT2222ALT1G价格
所以,在要求不高,成本低的应用场合,一般使用三极管作为开关管。
今天的分享就到这里,希望对你有用。
感谢点赞、分享、在看。
---The end---
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