用三极管直接驱动MOS可以吗,需要注意点什么?

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用三极管可以直接驱动MOS场效应管吗?回答是:可以直接驱动。由于MOS场效应管是一种电压驱动器件,要想使其充分导通,要求其栅极驱动电压的幅度要足够大,而一些低压IC电路(譬如3.3V供电的单片机电路)输出幅度较小,直接用来驱动MOS场效应管,根本无法使管子完全导通。为解决此问题,常加一级双极型三极管驱动电路来驱动MOS场效应管,其电路如下图所示。




上图中,VT1为NPN型三极管,其基极输入信号的幅度只有5V,而MOS场效应管VT2的开启电压较高,要想使其充分导通,其栅极驱动电压一般要求≥10V。为了能驱动MOS场效应管导通,电路中加了一级三极管电路,当VT1基极为5V高电平时,VT1导通,VT2截止;当VT1基极为低电平0V时,VT1截止,其集电极的10V电压(Rc上的压降几乎为零,可以忽略不计)直接加至VT2的G极(即栅极),这样便可以使VT2获得足够的栅极电压而导通。

在用三极管驱动MOS场效应管时,需要注意MOS场效应管栅极所接电阻(即上图中的Rc)的取值。若MOS场效应管的开关速度很低,此时Rc可以选用上百KΩ的电阻,这样可以减小驱动电路的耗电。若MOS场效应管工作于高速开关状态,此时Rc不宜取值过大,否则MOS场效应管栅源电容充放电的时间较长,会影响MOS场效应管的开关速度,此时Rc一般选用几KΩ的电阻。


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三极管是可以驱动MOS管的,而且建议使用三极管来驱动MOS管,因为MOS管是电压驱动型的元器件,依靠栅极G和源极S之间的电压差来工作的,这就需要VGS至少满足开启电压Vth才可以。而对于单片机而言,以5V供电和3.3V供电为主,这对于大功率的MOS管而言,驱动电压有点低可能无法使MOS管完全导通。这就要借助三极管了。

三极管是电流型驱动的元器件,对电压要求比较低,只要基极电流满足条件就可以了。三极管驱动MOS管的电路原理如下图所示。

三极管的基极接控制端,MOS管的G极接在三极管的集电极上,控制逻辑如下所示:

当控制端GPIO为高电平的时候,三极管导通,集电极为低电平,使得MOS管的G极为低电平,所以MOS管截止,负载失电不工作。

当控制端GPIO为低电平的时候,三极管截止,集电极为高电平,使得MOS管的G极为高电平,所以MOS管导通,负载和电源形成回路,负载正常工作。

使用三极管来驱动MOS管,将MOS管的电压控制转化为三极管的电流控制,对于3.3V的单片机来说,更容易控制,所以建议使用三极管来控制MOS管。

在高速应用的情况下需要考虑MOS管的开关速度,因为MOS管存在米勒电容所导致的米勒效应。控制信号VGS的波形要经过一个短暂的平台之后才会上升,这个平台叫做米勒平台。所以,三极管集电极的限流电阻不能选择太大,否则容易导致开关出现延时。

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在频率范围内,减少寄生电容对于开启和关断信号的延时影响和抖动,通断一定要果断,GS之间的泄放能量一定要合理


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MOS管是电压驱动型元件,用三极管直接驱动是没有问题的

MOS管导通后内阻很小,非常适用于功率负载的驱动,电动工具驱动,开关电源、DC-DC应用都可以看到MOS管的身影。MOS管是电压驱动型器件,设计MOS管驱动电路时,需要注意MOS管的门极开启电压(Vgs)

MOS管的门极开启电压(Vgs)是什么?

门极开启电压(Gate Threshold Voltage)Vgs是MOS管的重要参数,给门极提供的电压需要大于此电压才可以MOS正常导通工作。给MOS管门极施加的电压不同,导通时的内阻也是不同的。门极导通电压不足会导致MOS发热量增加。

在设计MOS管驱动电路时,一定要设置合理的门极开启电压(Gate Threshold Voltage)Vgs。

MOS管驱动电路设计

MCU的工作电压一般是3.3V或者5V,GPIO提供的电压可能不足以驱动MOS导通。驱动工作电压和工作电流较大的MOS管时,我们一般会加入三极管,加入加三极管驱动后,MOS的门极开启电压由三极管的集电极(C)提供。在开关速度较高的应用场合,可以考虑减少MOS门极限流电阻,减少门极的充电时间,加快MOS的导通速度。

MOS导通后的内阻虽然很小,但负载功率较大时,发热是非常厉害的,需要及时把热量散走,在功率较大的应用,可以给MOS管安装散热器

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