实例讲解三极管和MOS管驱动电路设计原则
0 2023-05-26

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(简称P型三极管)和PNP型三极管(简称N型三极管)两种,


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)P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,P型三极管即可开始导通。

基极用高电平驱动P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,使基极控制电平由高变低时,基极能够更快被拉低,P型三极管能够更快更可靠地截止。

(2)N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,N型三极管即可开始导通。

基极用低电平驱动N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,使基极控制电平由低变高时,基极能够更快被拉高,N型三极管能够更快更可靠地截止。



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接在集电极和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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