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唐波比的学习笔记

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蓝桥杯备赛笔记3:三极管MOS管开关电路分析与设计

本篇推文中的插图均由我在立创EDA绘制或立创商城搜索截图。

1.三极管/MOS管开关电路分析与设计

1.1三极管/MOS管开关电路的作用

1*小电流/小电压控制大电流大电压

2*为什么不直接用单片机的GPIO控制?

  1. 电压不够,电流不够

是负载的意思,可以想象成一个LED。左边的I/O接的是单片机的引脚。

      有的人会想为什么不直接用单片机的引脚直接控制?因为单片机的引脚输出的电流和电压是有限的,比如有很多灯串联到一起需要1A的电流或者一个灯需要12V的电压,单片机无法满足,所以要用三极管做一个小的的开关电路用来控制这些。

1.2三极管和MOS管的封装

TO-220封装

 

TO-220F封装

 


TO-252封装 

SOP-8封装

 

TO-263封装

 

TO-251封装 

SOT-223封装

 

TO-252-4封装


 

TO-247封装(背面)


TO-3P封装

 

TO-92封装


 

SOT-23封装(背面)


DFN5*6封装(背面)



       这些封装第一眼看上去是不知道它是什么的,通常封装上面有丝印(就是刻上去的一些字),可以通过搜索丝印而得到它是什么。封装相当于不同的外形,适用于不同场景,比如手机等小型PCB需要小封装;大封装有利于过更大的电流,更有利于散热等。


三极管通常分为以下两种:PNP和NPN


PNP有两个P所以我们通常称之为P管,同理NPN管通常称为N管。

以NPN三极管为例,当满足B电压减E电压大于0.3~0.7V时且BE段电流大于5mA时,CE段导通。(数值仅为举例,具体要看数据手册)


R1怎么选阻值?假如Q1压降0.6V,IO输出3.3V,那么I=(3.3-0.6)/R,I要大于等于5mA所以R=510欧。三极管有很多种状态:放大、截止、饱和。如果R1电阻选大了那么可能是截止状态,选的太小了会使电流过大进而烧毁三极管或引脚。

R1是限流电阻,R2是下拉电阻,为什么会有下拉电阻?因为单片机在启动的时候IO引脚的状态是不确定的,既可能为高,也可能为低,或者不高不低的高阻态。一般加一个10K电阻,让B极始终为低。

什么是上下管?挨GND近的就是下管,挨VCC近的就是上管。因为NPN和PNP三极管导通方式是不一样的。


1.4 MOS管

1.N-MOS和P-MOS的区别


三极管导通需要有电压和电流,MOS管只需要电压,它是压控型元件,它的功耗很低(P=U*I)。

  1. MOS导通需要G电压 - S电压大于5~12V(具体要看数据手册,不同MOS管的差别很大)

怎么区分N-MOS和P-MOS呢?两个方法

第一个是看下图绿色圈里的箭头朝向,朝内的是NMOS,朝外的是PMOS。

另一个是看两个箭头(下图蓝色框)指向是否相同。相同的就是PMOS,相反的就是PMOS。

怎么控制PMOS呢?和NMOS差不多,GS电压=0时就可以关闭。




那年今日11 月 13 日