单片机的GPIO口可以直接驱动三极管没有问题,对于很多MOS管却不能直接驱动,需要通过三极管或者光耦来转化一下,这是为什么呢?
单片机的常用工作电压一般为5V或者3.3V,不会超过5V,对于功率较大的MOS管可能无法满足导通条件,因为MOS管是电压驱动型的,而三极管是电流驱动型的,对驱动电压要求不高。
1 单片机为什么可以直接驱动三极管三极管是流控型器件,具有三个工作状态,分别为截止区、放大区和饱和区。用作电子开关时需要工作在截止区和饱和区。以NPN三极管为例,三极管饱和导通时,基极和发射极之间的压差大约为0.7V,所以只要基极端的电压高于0.7V,三极管就能导通,而单片机在输出高电平时至少可达3.3V,所以单片机可以直接驱动三极管。单片机驱动三极管的电路如下图所示。
2 单片机为什么无法直接驱动MOS管对于很多小功率的MOS管,单片机是可以直接驱动的,因为其开启电压Vth要求不是很高,但是对于大多数的MOS管,其开启电压在2.5-4.5V之间,甚至更高,单片机直接驱动可能会出现问题,所以就需要通过三极管来转换一下。
上图中,如果负载端RL的电流较大,选用的MOS管Vth可能较大,多数MOS管的VGS在±20V范围内,Vth在(2.5-5)V之间,如果是3.3V的单片机可能导致MOS管不能正常工作。这是就通过三极管来间接驱动。
单片机输出高电平时,三极管导通,集电极时低电平那么MOS管截止;当单片机输出低电平时,三极管截止集电极是高电平,MOS管导通。也可以在三极管的G和S极之间加一个稳压管。
除了三极管之外,单片机也可以通过光耦来驱动MOS管,在有些场合光耦驱动MOS管更为合适。用三极管,还是用光耦,还是用单片机直接驱动需要根据实际的电路参数来确定。