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【物联科普】单片机I/O口驱动为何使用三极管?





单片机I/O口驱动,为什么通常使用三极管而非MOS管?

单片机的I/O口虽然有一定的带负载能力,但电流很小,通常在10-20mA以内。对于较大功率的负载(如电机、继电器等),单片机的I/O口无法提供足够的电流,直接驱动可能会导致单片机损坏。因此可通过外部驱动电路(如三极管或MOS管)来提升电压。

单片机I/O口驱动,为什么通常优先选择三极管而不是MOS管?

三极管是电流控制型器件,其基极驱动电压只需高于0.7V(Ube)即可导通。单片机的I/O口电压通常为3.3V,足以驱动三极管进入饱和区。

MOS管是电压控制型器件,其驱动电压必须高于阈值电压(Vgs(TH)),通常为3-5V。对于3.3V供电的单片机,驱动电压可能不足,导致MOS管无法完全导通或处于半导通状态,内阻增大,功耗增加。

举例说明:

驱动三极管:3.3V电压肯定高于Ube,只需要在基极串联一个电阻,让三极管工作在饱和区。Ib=(VIN-0.7V)/R2。

驱动三极管

驱动MOS管:MOS管的饱和电压高于3.3V,如果用3.3V直接驱动,MOS管有可能半导通或无法导通。在半导通状态下,MOS管内阻很大,可以驱动小电流负载。若是大电流负载,因为内阻大,功耗就大,MOS管很容易就烧坏。MOS管需要额外的电路确保其工作,如栅极保护电路。

驱动MOS管

三极管电路设计简单,成本相对较低,因此单片机I/O口驱动通常采用三极管。



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