三极管和MOS管驱动电路的正确用法

一点电子 2023-05-19 12:15

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1 三极管和MOS管的基本特性

三极管是电流控制电流器件，用基极电流的变化控制集电极电流的变化。有NPN型三极管和PNP型三极管两种，符号如下：

MOS管是电压控制电流器件，用栅极电压的变化控制漏极电流的变化。有P沟道MOS管（简称PMOS）和N沟道MOS管（简称NMOS），符号如下（此处只讨论常用的增强型MOS管）：

2 三极管和MOS管的正确应用

（1）NPN型三极管

适合射极接GND集电极接负载到VCC的情况。只要基极电压高于射极电压（此处为GND）0.7V，即发射结正偏（VBE为正），NPN型三极管即可开始导通。基极用高电平驱动NPN型三极管导通（低电平时不导通）；基极除限流电阻外，更优的设计是，接下拉电阻10-20k到GND；

优点是：①使基极控制电平由高变低时，基极能够更快被拉低，NPN型三极管能够更快更可靠地截止；②系统刚上电时，基极是确定的低电平。

（2）PNP型三极管

适合射极接VCC集电极接负载到GND的情况。只要基极电压低于射极电压（此处为VCC）0.7V，即发射结反偏（VBE为负），PNP型三极管即可开始导通。基极用低电平驱动PNP型三极管导通（高电平时不导通）；基极除限流电阻外，更优的设计是，接上拉电阻10-20k到VCC；

优点是：①使基极控制电平由低变高时，基极能够更快被拉高，PNP型三极管能够更快更可靠地截止；②系统刚上电时，基极是确定的高电平。

所以，如上所述：

对NPN三极管来说，最优的设计是，负载R12接在集电极和VCC之间。不够周到的设计是，负载R12接在射极和GND之间。

对PNP三极管来说，最优的设计是，负载R14接在集电极和GND之间。不够周到的设计是，负载R14接在发射极和VCC之间。这样，就可以避免负载的变化被耦合到控制端。从电流的方向可以明显看出。

（3）PMOS

适合源极接VCC漏极接负载到GND的情况。只要栅极电压低于源极电压（此处为VCC）超过Vth（即Vgs超过-Vth），PMOS即可开始导通。栅极用低电平驱动PMOS导通（高电平时不导通）；栅极除限流电阻外，更优的设计是，接上拉电阻10-20k到VCC，使栅极控制电平由低变高时，栅极能够更快被拉高，PMOS能够更快更可靠地截止。

（4）NMOS

适合源极接GND漏极接负载到VCC的情况。只要栅极电压高于源极电压（此处为GND）超过Vth（即Vgs超过Vth），NMOS即可开始导通。栅极用高电平驱动NMOS导通（低电平时不导通）；栅极除限流电阻外，更优的设计是，接下拉电阻10-20k到GND，使栅极控制电平由高变低时，栅极能够更快被拉低，NMOS能够更快更可靠地截止。

所以，如上所述：

对PMOS来说，最优的设计是，负载R16接在漏极和GND之间。不够周到的设计是，负载R16接在源极和VCC之间。

对NMOS来说，最优的设计是，负载R18接在漏极和VCC之间。不够周到的设计是，负载R18接在源极和GND之间。

3 设计原则

为避免负载的变化被耦合到控制端（基极Ib或栅极Vgs）的精密逻辑器件（如MCU）中，负载应接在集电极或漏极。

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