對于很多人來(lái)說(shuō),三極管就像一首歌里唱的一樣,“最熟悉的陌生人”,說(shuō)它熟悉呢,是因為很多人都聽(tīng)過(guò)它的大名,也見(jiàn)過(guò)三極管的符號,以及知道它可以用來(lái)放大信號,說(shuō)陌生呢是因為除了上述的內容之外,很多人對它一無(wú)所知了。也從來(lái)沒(méi)有直接使用過(guò)三極管,之所以三極管有那么大的名氣,是因為它的歷史非常的悠久,SINCE 1947年;在一些早期的電子設備里面,幾乎都能找到三極管的身影,早期的電子雜志上也刊登了大量的關(guān)于三極管的應用電路。然而現在三極管的應用場(chǎng)景己經(jīng)很少了,原因尼主要有兩個(gè),第一是集成電路的發(fā)展,比如一般的三極管的電路都可以用集成電路或單片機輕易的取代,使用起來(lái)更加的簡(jiǎn)單,方便,效果也更好,對很多人來(lái)說(shuō),也就推動(dòng)了學(xué)習三極管的動(dòng)力和場(chǎng)景;第二個(gè)原因就是MOS管的普及,它進(jìn)上步壓縮了三極管的生存空間;
那么MOS管能取代并壓縮三極管,到底二者有做么區別呢?以及MOS管相比三極管有哪些優(yōu)勢呢?
三極管有三個(gè)電極,分別是B(基極),C(集電極),E(發(fā)射極),MOS管也有三個(gè)電極,分別是G(柵極),S(源極),D(漏極);
第一個(gè)區別就是,MOS管是電壓控制的元件,而三極管是電流控制的元件,那么怎么理解這兩句話(huà)呢,三極管的BE之間可以理解為存在一個(gè)二極管,這也就產(chǎn)生了一個(gè)電流的通路,當我給三極管施加高電平的時(shí)候,BE之間就會(huì )產(chǎn)生持續的電流,只有存在這個(gè)持續的電流時(shí),三極管才會(huì )被打開(kāi),當我把這個(gè)高電平拿走電流就瞬間消失了,三極管也就會(huì )關(guān)閉,維持三極管打開(kāi)的必要條件就是BE之間存在持續的電流,所以三極管被稱(chēng)為電流控制元件,而對于這個(gè)MOS管來(lái)說(shuō),G跟S之間是不存在通路的,他們之間僅僅存在一個(gè)寄生電容,當給gate時(shí)加高電平的時(shí)候,除了一開(kāi)始給這個(gè)寄生電容充電的電流之外,并不存在其他的電流,只要維持GS的電壓差,MOS管就可以打開(kāi),甚至因為寄生電容的存在,即便我撤走了io口的高電平,你會(huì )發(fā)現燈泡依舊是亮著(zhù)的,直到這個(gè)電容上的電荷慢慢的放光,MOS管才會(huì )關(guān)閉,這就是MOS管被稱(chēng)為電壓控制元件的原因了,那么看到這里你應該可以明白MOS管的優(yōu)勢的吧?沒(méi)錯就是省電!保持慕MOS管的打開(kāi)狀態(tài),并不需要額外的電流;而三極管需要,你可能會(huì )覺(jué)得三極管消耗的那些電流很小,不足為道,但是現在的一個(gè)集成電路動(dòng)不動(dòng)就成百上千個(gè)晶體管,甚至有上億個(gè),如果都用三極管來(lái)做的話(huà),那這個(gè)功耗就大的非常嚇人了,這就是為什么現在的數字集成電路中基本上都是用MOS管的原因了。
MOS管對于三極管來(lái)說(shuō),第二個(gè)優(yōu)勢就是導通阻抗小,MOS管導通以后呢,DS之間可以等效為一個(gè)電阻,而且這個(gè)電阻可以很輕松的做到小于10毫歐,此時(shí)即便通過(guò)10安培的電流也就只會(huì )產(chǎn)生0.1伏的壓降以及1W的功耗,而三極管對通以后,CE之間就等效為一個(gè)二極管,就會(huì )產(chǎn)生一個(gè)固定的0.4伏左右的壓降,此時(shí)如果通過(guò)的電流還是10安培,那么三極管的功耗就達到了4W,是MOS管的4倍左右,所以現在大部分的低壓功率器件都使用了MOS管做控制,說(shuō)到這里你會(huì )發(fā)現,不管是在集成電路的內部還是作為分立元件,三極管似乎都被MOS管給打敗了,那么三極管比起MOS管來(lái)說(shuō)有沒(méi)有什么優(yōu)勢呢?
一般來(lái)說(shuō)三極管也有兩個(gè)優(yōu)勢,第一個(gè)就是便宜,對于一些小功率的控制場(chǎng)景,比如說(shuō)像這種LED燈或者小功率的直流電機,它們的運行電流可能小于100毫安,那么使用三極管就非常的劃算了,因為三極管雖然會(huì )消耗0.4伏的壓降,但是因為電流很小,所以三極管消耗的總功耗也就可以顯得忽略了,這也就是我目前使用三極管最多的場(chǎng)景了,我一般會(huì )選擇S8050這個(gè)型號的三極管,價(jià)格只有幾分錢(qián),性?xún)r(jià)比非常的高,但同時(shí)一些電平轉換電路用三極管也比較合適; 那三極管的第二個(gè)優(yōu)勢就是耐高壓大電流,MOS管因為工藝的問(wèn)題,如果要做高壓的話(huà),內阻就會(huì )很大,此時(shí)三極管就有優(yōu)勢了,三極管很容易做到耐高壓,但是這種場(chǎng)景普通人很少會(huì )遇到我就不細說(shuō)了,簡(jiǎn)單的總結一下,因為靜態(tài)電流小導通阻抗低的優(yōu)勢,現在大部分場(chǎng)景下我們都是用MOS管取代三極管了,只有在一些小功率或者對功耗不敏感的場(chǎng)景下,我們才會(huì )使用三極管,畢竟目前來(lái)講三極管還是有很大的價(jià)格優(yōu)勢的。