[導(dǎo)讀]?▲公眾號:工程師看海▲這里其實(shí)有兩個(gè)問題:1.單片機(jī)為什么不直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載?2.單片機(jī)為什么一般選用三極管而不是MOS管?圖1答:1.單片機(jī)的IO口,有一定的帶負(fù)載能力。但電流很小,驅(qū)動(dòng)能力有限,一般在10-20mA以內(nèi)。所以一般不采用單片機(jī)直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載這種方式。2.至于單片機(jī)為...
這里其實(shí)有兩個(gè)問題:
1.單片機(jī)為什么不直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載?
2.單片機(jī)為什么一般選用三極管而不是MOS管?
圖1
答:
1.單片機(jī)的IO口,有一定的帶負(fù)載能力。但電流很小,驅(qū)動(dòng)能力有限,一般在10-20mA以內(nèi)。所以一般不采用單片機(jī)直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載這種方式。
2.至于單片機(jī)為什么一般選用三極管而不是MOS管?需要了解三極管和MOS管的區(qū)別,如下:
①三極管是電流控制型,三極管基極驅(qū)動(dòng)電壓只要高于Ube(一般是0.7V)就能導(dǎo)通。
②MOS管是電壓控制型,驅(qū)動(dòng)電壓必須高于閾值電壓Vgs(TH)才能正常導(dǎo)通,不同MOS管的閾值電壓是不一樣的,一般為3-5V左右,飽和驅(qū)動(dòng)電壓可在6-8V。
我們再來看實(shí)際應(yīng)用:
處理器一般講究低功耗,供電電壓也越來越低,一般單片機(jī)供電為3.3V,所以它的I/O最高電壓也就是3.3V。
①直接驅(qū)動(dòng)三極管
3.3V電壓肯定是大于Ube的,所以直接在基極串聯(lián)一個(gè)合適的電阻,讓三極管工作在飽和區(qū)就可以了。Ib=(VO-0.7V)/R2。
圖2 驅(qū)動(dòng)三極管示意圖
②驅(qū)動(dòng)MOS管
通過前面也了解到,MOS管的飽和電壓>3.3V,如果用3.3V來驅(qū)動(dòng)的話,很可能MOS管根本就打不開,或者處于半導(dǎo)通狀態(tài)。
在半導(dǎo)通狀態(tài)下,管子的內(nèi)阻很大,驅(qū)動(dòng)小電流負(fù)載可以這么用。但是大電流負(fù)載就不行了,內(nèi)阻大,管子的功耗大,MOS管很容易就燒壞了。
所以,一般選擇I/O口直接控制三極管,然后再控制MOS管。
圖3 I/O口驅(qū)動(dòng)三極管后再驅(qū)動(dòng)MOS管
當(dāng)I/O為高電平時(shí),三極管導(dǎo)通,MOS管柵極被拉低,負(fù)載RL不工作。
當(dāng)I/O為低電平時(shí),三極管不導(dǎo)通,MOS管通過電阻R3,R4分壓,為柵極提供合適的閾值電壓,MOS管導(dǎo)通,負(fù)載RL正常工作。
為什么要這樣操作呢?一定要用三極管來驅(qū)動(dòng)MOS管嗎?
那是因?yàn)槿龢O管帶負(fù)載的能力沒有MOS管強(qiáng),當(dāng)負(fù)載電流有要求時(shí),必須要用MOS管來驅(qū)動(dòng)。
那可以用I/O口直接驅(qū)動(dòng)MOS管嗎?答案是可以的,但這種型號不好找,這里給大家推薦一個(gè)NMOS型號:DMN6140L-13(因?yàn)橛玫纳?,目前就知道這個(gè)型號,如果大家有知道的,可以在評論區(qū)告訴我,感謝)。
圖4 DMN6140L-13閾值電壓
這個(gè)管子的閾值電壓是1V,3.3V的時(shí)候可以完全導(dǎo)通,導(dǎo)通時(shí)的最大電流大約2.3A的樣子。
圖5 DMN6140L-13導(dǎo)通電流
我們再來看看,常用的NPN三極管LMBT2222ALT1G的帶載能力,最大電流IC=600mA。
圖6 LMBT2222ALT1G導(dǎo)通電流
可見MOS管的驅(qū)動(dòng)能力是三極管4倍,所以對負(fù)載電流有要求的都使用MOS管。
那他們的價(jià)格相差多少呢?我在立創(chuàng)上搜了一下,MOS管的三極管的價(jià)格幾乎是三極管的6倍。如下圖:
圖7 DMN6140L-13價(jià)格
圖8 LMBT2222ALT1G價(jià)格
所以,在要求不高,成本低的應(yīng)用場合,一般使用三極管作為開關(guān)管。
今天的分享就到這里,希望對你有用。
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---The end---
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