来唠唠为啥单片机I/O驱动一般都选三极管而非M

讨论在单片机I/O驱动时，选三极管和MOS管的区别

看到标题我们会联想两个问题：

1)单片机为啥不直接驱动负载？

2)为啥在电路图中我们常见到用IO驱动三极管非直接驱动MOS管？

以上是截图之前自己电路中的部分图，主要是表示下晶体管和MOS管。

针对以上两个问题，一般我们从单片机手册上可以得知IO口的电流很小，可以有带负载能力，但是驱动能力有限，一般只有10~20mA左右，所以常见的电路中很少用IO口直接驱动负载。

第二个问题，三极管和MOS管的驱动能力，首先我们从这两种管子的内部结构来分析，三极管是电流控制型，三极管基极驱动电压只要高于Ube(一般0.3V或0.7V)就能导通；而MOS管是电压控制型，驱动电压必须要高于阈值电压(Vgs TH)才能真正的导通，不同的MOS管的阈值电压不同，一般3~5V左右，饱和驱动电压可在6~8V。

目前随着科技的发展，对处理器的功耗要求越来越高，所以处理器的电压也越来越低，一般单片机供电为3.3V，也就是说IO口最高驱动电压是3.3V，直接驱动三极管的话，3.3V≥Ube,直接在基极上串一个合适的电阻，让三极管工作在饱和区就可以了，Ib=(BEEP_Ctrl-0.7v)/R54;下图中的R55是为了三极管的基极有个初始状态。

驱动MOS管，MOS管的饱和电压>3.3V，若用3.3V来驱动的话，很可能MOS管并没有导通或是半导通状态，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，但是对大电流负载是不行的，内阻打，管子的功耗就大，MOS管很容易被烧坏。

一般是选择IO口直接驱动三极管，再驱动MOS管，以下电路是自己之前的设计图中截取的，具体如下图：

当IO控制脚Valve_Ctrl为高电平时，三极管导通，MOS管栅极被拉低，MOS管的GS电压>阈值电压，MOS管导通，Vvalve_DC12V电压为12V，电磁阀开始工作；

当IO控制脚Valve_Ctrl为低电平时，三极管关断，MOS管栅极被拉高，MOS管的GS电压<阈值电压，MOS管不导通，Vvalve_DC12V电压为0V，电磁阀不工作；

因为三极管的带载能力没有MOS管强，所以一般采用以上的电路来驱动大的负载。当然也有直接MOS管驱动负载的，但是MOS的选型就要注意了。例如NMOS管：DMN6140L这个型号，参数如下图：

这个管子的阈值电压是0.5V，那单片机的IO口电压3.3V完全可以驱动，如下图：导通时电流能到最大1.6A的样子；

下面我们看下常用的NPN管MMBT3904管子的参数：

由图可知NPN管MMBT3904的最大带载电流约200mA;以上MOS管的驱动能力是三极管的8倍左右，所以对于大电流负载，可以选MOS管，但是大多数方案一般会选用先IO口驱动三极管，再驱动MOS电路的方式。从成本上考虑，一般MOS管会被三极管贵一些，在要求不高成本较低的场合，一般会选用三极管作为开关管。主要还是根据应用场景来选择合适电路方案。

审核编辑 黄宇