为什么大家都用三极管来配合单片机IO口驱动负载

上一篇推文中我们已经说了，驱动继电器的时候，通常我们会采用三极管来配合单片机IO口。至于为什么不直接用单片机IO口驱动，非得加个三极管，在上一篇推文中我们已经做过计算了。至于为什么采用三极管，更大的原因是因为三极管属于流控型器件，也就是说三极管的这个电子开关的闭合与断开是通过电流开控制的，并且所需要的电流非常小。三极管基极驱动电压只要高于Ube(一般是0.7V)就能导通。

现在的大家都讲究低功耗，供电电压也越来越低，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。

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。根据公式计算，上图中Ib的电流应该等于(5-0.7)/(4.7x1000),大于是0.918mA，实际仿真测试结果为0.628mA,基本符合实际值，三极管能正常开启和闭合实现控制，可以正常的实现控制负载(此处为LED灯)。

到这可能会有硬件基础好的小伙伴要说了，MOS管也可以啊，为什么非得用三极管呢?

其原因在于，MOS管是电压控制型，驱动电压必须高于阈值电压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。

前面说过现在单片机的供电基本都是3.3V，IO口最高电压也是3.3V，大部分的MOS管的饱和电压>3.3V，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，一般选择三极管来配合单片机IO口驱动。

当然，MOS管得驱动电流很大，在更多的需要大功率的驱动电路中，通过会采用但机关配合MOS一起来实现大电流的驱动运用场景，比如下面这个电路图就是。

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。

结合以上的分析，相比大家应该都清除了，通常情况下大家习惯用三极管来连接单片机IO口实现驱动，是因为三极管是流控型器件，但是三极管的驱动能力比较弱。在需要大功率驱动的地方，通常会采用三极管再去控制MOS管实现最终的控制。

直接用MOS管来连接单片机的IO实现驱动也是可以的，但这样的MOS管型号不好找。小编在立创商城上所搜了一下，也有这样的器件，控制电压最低可以到1V，驱动电流峰值2.3A，持续1.6A;相同封装的三极管8050，驱动的Ic电流只能到600mA。

可见MOS管的驱动能力是三极管3-4倍，所以对负载电流有要求的都使用MOS管。大的驱动能力，带来的会是成本的增加，搜索结果中MOS管的价格几乎是三极管的10倍。

所以，在要求不高，成本低的应用场合，一般使用三极管作为开关管。

审核编辑：汤梓红