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NPN三极管与N-MOS管当开关管原理详解

时间 :2023-06-19 09:15:41   来源 : 电路一点通


【资料图】

三极管和MOS管都是很常用的电子元器件，两者都可以作为电子开关管使用，而且很多场合两者都是可以互换使用的。三极管和MOS管作为开关管时，有很多相似之处，也有不同之处，那么在电路设计时，两者之间该如何选择呢?

三极管有NPN型和PNP型，同理MOS管也有N沟道和P沟道的，三极管的三个引脚分别是基极B、集电极C和发射极E，而MOS管的三个引脚分别是栅极G、漏极D和源极S。电路一点通以NPN三极管和N沟道MOS管为例，下图为三极管和MOS管控制原理。

▲NPN三极管与N-MOS管当开关管原理

(1)控制方式不同，三极管是电流型控制元器件，而MOS管是电压控制元器件，三极管导通所需的控制端的输入电压要求较低，一般0.4V~0.6V以上就可以实现三极管导通，只需改变基极限流电阻即可改变基极电流。而MOS管为电压控制，导通所需电压一般4V~10V左右，且达到饱和时所需电压一般6V~10V左右。在控制电压较低的场合一般使用三极管作为开关管，也可以先使用三极管作为缓冲控制MOS管，比如单片机、DSP、powerPC等处理器I/O口电压较低，只有3.3V或2.5V，一般不会直接控制MOS管，电压较低MOS管无法导通或内阻很大内耗大而达不到实际效果，这种情况下一般使用三极管控制。

(2)输入阻抗不同，三极管的输入阻抗小，MOS管的输入阻抗大;结电容不一样，三极管的结电容要比MOS管大，动作相应上MOS管要比三极管快一些;稳定性方面MOS管更优，三极管的少子参与导电，比较容易受到温度的影响，噪声较高，而MOS管是多子导电，噪声小，热稳定性好。

(3)MOS管内阻很小，大一点的几十mΩ，小的只有几mΩ，比如4mΩ、2mΩ等，而三极管的导通压降几乎不变，一般为0.3V~0.6V左右，所以一般在小电流场合比较喜欢使用MOS管，内阻小压降低，但是大电流场合一般使用三极管，比如几百A，或上千A甚至几千A的电流时，使用三极管其导通压降只有0.3V~0.6V左右，而使用MOS管即使内阻很小，但是电流很大，压降仍然很大，比如内阻2mΩ，电流1000A，那么压降高达2V，功耗很大，高达2000W，使用三极管功耗只有300W~600W左右，电流越大其差异越明显，所以在汽车、高铁等几千安培的大电流场合，都是采用三极管作为开关管的。审核编辑：汤梓红

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