单片机I/O口驱动MOS管

自记录：

使用单片机做一个PLC,输出可如下两种情况：

单片机I/O口驱动，为什么一般都选用三极管而不是MOS管？

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：

单片机一般讲究低功耗，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。

驱动三极管示意图

②驱动MOS管

通过前面也了解到，MOS管的饱和压降>3.3V或接近，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。

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还有一些，自行搜索)。

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。

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。

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。

（1）三极管是电流驱动，而MOS管是电压驱动，三极管的基极驱动电压只要高于Ube的死区电压即可控制三极管导通，硅材料三极管的死区电压一般为0.6V，锗材料三极管的死区电压一般为0.3V，所以控制三极管的电压对于硅材料的三极管来说只要高于0.6V左右即可，而对于锗材料的三极管来说只要高于0.3V左右即可。而MOS管就不一样了，MOS管是电压型驱动，其驱动电压必须高于其死区电压Ugs的最小值才能导通，不同型号的MOS管其导通的Ugs最小值是不同的，一般为3V到5V左右，最小的也要2.5V，但这也只是刚刚导通，其电流很小，还处于放大区的起始阶段，一般MOS管达到饱和时的驱动电压需6V~10V左右。

（2）了解三极管和MOS管在控制上的区别之后，那么单片机I/O口怎么控制三极管和MOS管呢？单片机一般采用5V或3.3V供电，其I/O口高电平为5V或3.3V，处理器一般讲究低功耗，如今使用3.3V供电的单片机较多，所以其I/O口高电平也只有3.3V。

（3）三极管为电流驱动，较低的电压就可以驱动三极管，而MOS管为电压驱动，驱动电压较高，单片机I/O口的电压不足以驱动MOS管，所以经常使用三极管作为缓冲改变电压，当然除了使用三极管之外还可以使用光耦等。
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