三极管和MOS管的区别 OC门与OD门电路分析

1 简介

OC门与OD门是分别通过三极管和MOS管搭建，首先来初步了解一下这两种器件的区别：

1.1 三极管

主要特性

三极管主要分为NPN管和PNP管，两种都属于流控型器件。两种三极管均由三个极构成，分别为基极 b(base)、发射极 e（emitter）、集电极 c（collector）。其电路符号见下：

NPN三极管：Vbe电压大于导通电压（一般为0.7V）时，三极管导通；

PNP三极管：Vbe电压小于导通电压（一般为0.7V）时，三极管导通。

关键参数

Icm 是集电极最大允许电流

三极管工作时，当它的集电极电流超过一定数值时，它的电流放大系数β将下降。为此规定三级电流放大系数β变化不超过允许值时的集电极最大电流称为Icm。所以在使用中当集电极电流Ic超过Icm时不至于损坏三级管，但会使β值减小，影响电路的工作性能；

Bvceo 是三级管基极开路时，集电极-发射极反向击穿电压。

如果在使用中加载集电极与发射极之间的电压超过这个数值时，将可能使三极管产生很大的集电电流，这种现象叫击穿。三极管击穿后会造成永久性损坏或性能下降；

Pcm 是集电极最大允许耗散功率。

三极管在工作时，集电极电流集在集电结上会产生热量而使三极管发热。若耗散功率过大，三极管将烧坏。在使用中如果三极管在大于Pcm下长时间工作，将会损坏三极管。需要注意的是大功率的三极管给出的最大允许耗散功率都是在加有一定规格散热器情况下的参数。使用中一定要注意这一点。

特征频率 fT 随着工作频率的升高，三极管的放大能力将会下降，对应β=1时的频率fT叫作三极管的特征频率

电流方向

NPN 是B→E 的电流（IB）控制C→E 的电流（IC），E极电位最低，且正常放大时通常C极电位最高，即 VC > VB > VE

PNP是E→B 的电流（IB）控制 E→C 的电流（IC），E极电位最高，且正常放大时通常C极电位最低，即 VC < VB < VE

1.2 MOS管

主要特性

MOS管主要分为NMOS管和PMOG管，两种都属于压控型器件。两种MOS管均由三个极构成，分别为源极S（source）、栅极G（Gate）和漏极（Drain）。其电路符号见下：

NMOS管：Vgs电压大于Vgs(th)=时，NMOS管导通；

PMOS管：Vgs电压小于Vgs(th)=时，PMOS管导通；

关键参数

开启阈值电压（Vgsth）

有些MOS管阈值电压不到1V，MOS管就能开始导通，有的MOS管开启电压至少2V。

持续工作电流（Ihold）

MOS管工作时，能持续通过D极和S极间的电流。

栅极和源极之间的最大值（Vgs）

当MOS管开始导通时，这个电压值较小，当栅极和源极间的电压值达到一个值时，MOS管才能完全导通。加载这两端的电压值也有个极限，不能超过给出的最大值。

最大耐压值（Vdss）

加载到D极和S极间的最大电压值。通过MOS管加载到负载上的电压值，一定要小于最大耐压值，而且留有足够的余量。

Vbr击穿电压

在G极和S极间的电压值为0时，在D极和S极间加载电压，当电压值达到多少V时，MOS管被击穿。

导通电阻

它的电阻越小越好，电阻越小，功耗就越小，发热量就越小。一般为几十毫欧，小的能达到几毫欧。

名称	意义
RGS	栅源电阻，栅源之间电压与栅极电流之比
IDSS	零栅压漏极电流，正温度系数
IGSS	栅源漏电流，特定的栅源电压下流过栅极的电流

冲击电流（Idm） ：负载启动的瞬间，可以有很高的冲击电流，包括浪涌等。这个冲击电流一般为保持工作电流的4倍。

漏电流 ：开启电压为0时，MOS管没导通时，在D极和S极加载电压时，D极和S极之间会有很小的电流。

开启时间、上升时间、关断时间、下降时间 ：这4个参数说明MOS管的开速度，MOS管用在高频信号电路中，这个参数很重要。比如一个频率为50Khz的PWM波，有高电平和低电平，MOS管需要不停的关闭和打开，如果MOS管导通和关闭速度不够，这个PWM波不能完整传输。

MOS管辨认细节

连线最多的为源极（红色方框部分），G极比较好辨认。

箭头指向内为NMOS管，箭头指向外为PMOS。

NMOS的≥门限电压时，NMOS导通；PMOS的≥门限电压时，NMOS导通。

2 OC门与OD门电路分析

OC门

OC（Open Collector）门又叫 集电极开路门 ，主要针对的是 BJT电路 ：

分析 ：

INPUT = 0时，Q1截止，Q1的集电极为高，Q2导通，OUTPUT = 0;

INPUT = 1时，Q1导通，Q1的集电极为低，Q2截止，OUTPUT = 1;

OD门

OD（Open Drain）门又叫 漏极开路门 ，主要针对的是 MOS管 ：

分析 ：

INPUT = 0时，Q3截止，Q3的集电极为高，Q4导通，OUTPUT = 0;

INPUT = 1时，Q3导通，Q3的集电极为低，Q4截止，OUTPUT = 1。

3 OC门与OD门总结

OC门采用的是 三极管 ，OD门采用的是 MOS管 。

都只能输出 低电平或者高阻态 ， 都需要上拉电阻上拉，才能输出高电平 。

可以通过控制上拉电压的大小，设置输出的电压大小。