单片机I/O口驱动,为什么一般都选用三极管而不是MOS管?
时间:2022-12-11 13:00:00
其实这里有两个问题:
为什么单片机不直接驱动负载?
2.为什么单片机通常选择三极管而不是三极管?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内部。因此,单片机通常不直接驱动负载。
2.至于为什么单片机通常选择三极管而不是三极管MOS管道需要了解三极管和MOS管道的区别如下:
①只要三极管的基极驱动电压高于电流控制型Ube(一般是0.7V)就能导通。
②MOS管道为电压控制型,驱动电压必须高于阈值电压Vgs(TH)能正常导通,不同MOS管道的阈值电压不同,一般为3-5V饱和驱动电压可达6-8V。
让我们来看看实际应用:
处理器一般注重低功耗,供电电压越来越低。一般单片机供电3.3V,所以它的I/O最高电压为3.3V。
①三极管直接驱动
3.3V电压必须大于Ube是的,所以直接在基极上串联一个合适的电阻,让三极管在饱和区工作。Ib=(VO-0.7V)/R2。
图2 驱动三极管示意图
②驱动MOS管
前面也知道,MOS管道饱和电压>3.3V,如果用3.3V来驱动,很有可能MOS管道根本打不开,或处于半导通状态。
在半导通状态下,管道内阻大,可以用来驱动小电流负载。但是大电流负载不好,内阻大,管道功耗大。MOS管道很容易烧坏。
因此,一般选择I/O口直接控制三极管,然后控制MOS管。
图3 I/O驱动三极管后,再驱动三极管MOS管
当I/O为高电平时,三极管导通,MOS管栅极低,负荷大RL不工作。
当I/O低电时,三极管不导通,MOS管通过电阻R3,R为栅极提供适当的阈值电压,MOS管导通,负载RL正常工作。
为什么要这样做?必须用三极管驱动MOS管吗?
这是因为三极管带没有负载能力MOS当负载电流有要求时,必须使用强管MOS管来驱动。
那可以用I/O口直接驱动MOS管吗?答案是肯定的,但是这个型号很难找到。这里推荐一个NMOS型号:DMN6140L-13(因为用的少,目前知道这个型号。如果你知道,可以在评论区告诉我,谢谢)。
图4DMN6140L-13阈值电压
该管的阈值电压为1V,3.3V完全导通时,导通时的最大电流约为2.3A的样子。
图5DMN6140L-13导通电流
让我们看看常用的NPN三极管LMBT2222ALT1G负载能力,最大电流IC=600mA。
图6LMBT2222ALT1G导通电流
可见MOS管道的驱动能力是三极管的4倍,所以所有需要负载电流的人都使用它MOS管。
三极管一般用本低的应用中,一般采用三极管作为开关管。