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。
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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。
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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。
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