NMOS、PMOS、PNP、NPN三極管 做開關(guān)使用時(shí)的電路設(shè)計(jì)

• 來源：宇芯電子 更新時(shí)間：2025-12-09 15:59:44點(diǎn)擊：6次

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  NMOS、PMOS、PNP、NPN三極管 做開關(guān)使用時(shí)的電路設(shè)計(jì)

  
  

  
  

  本文只介紹作為開關(guān)管使用時(shí)的電路設(shè)計(jì)

   

  介紹電路之前，我們需要了解一下壓控和流控的概念

   

  壓控：是指電壓作為控制信號(hào)，理想狀態(tài)下，對(duì)于MOS只要VGS的電壓滿足開啟要求(Vth)，MOS管就導(dǎo)通

   

  流控：是指電流作為控制信號(hào)，對(duì)于BJT，只要Ibe滿足開啟要求，三極管就會(huì)導(dǎo)通

   

  記得第一次分析MOS管的導(dǎo)通狀態(tài)的時(shí)候，還會(huì)各種考慮D級(jí)與G 極   D極與S極的電壓關(guān)系；搞得自己腦袋疼；

   

  記住不要去僅僅針對(duì)MOS管去分析各種關(guān)系，因?yàn)楹枚嚯妷宏P(guān)系在實(shí)際應(yīng)用中并不會(huì)出現(xiàn)。

   

  現(xiàn)在不要去想那些！！！

   

  NMOS

   

  導(dǎo)通條件：VGS電壓高于Vth（一般4.5V）

   

  :R1 R2的作用就是為給G 和S 之間創(chuàng)造一個(gè)VGS (一般2.5~4.5V，管子就可以完全導(dǎo)通，具體看手冊(cè));

   

  不用去關(guān)心G極與D極的電壓關(guān)系（只要沒達(dá)到擊穿電壓）；實(shí)測(cè)過，就算C極電壓低于G極電壓，管子依舊導(dǎo)通(不是經(jīng)過體二極管的那種導(dǎo)通)

   

  

   

  有人會(huì)說如果S極不接地呢，其實(shí)一樣，只要你能保證VGS的電壓滿足要求就行：

   

  比如下圖 只要此時(shí)G極電壓大于S極電壓（高于導(dǎo)通電壓），那就該怎么導(dǎo)通就怎么導(dǎo)通；

   

  此時(shí)要特別注意，此時(shí)的S極電壓不是0V；具體多少V取決于你的電路，只要你能保證VGS；比如此時(shí)S極電壓大于D極電壓，那不就是個(gè)二極管嗎？還分析啥？

   

  

  
  

  結(jié)論：只要你保證VGS 滿足導(dǎo)通電壓，他就導(dǎo)通

   

  NPN三級(jí)管

   

  NPN三極管導(dǎo)通條件

   

  1、Ib大約為1mA左右

   

  2、Vbe>0.7V（因此設(shè)計(jì)時(shí)，需保證Vbe>0.7V，這個(gè)是導(dǎo)通條件）；但三極管導(dǎo)通時(shí)Vbe = 0.7V左右

   

  就好像對(duì)于二極管，如果想讓它導(dǎo)通，就要保證其兩端壓差高于0.7V (只要高于0.7V 你設(shè)計(jì)成5V  10V  都可以)，但二極管一旦導(dǎo)通，其兩端電壓就是0.7V   有些繞；一個(gè)是條件、一個(gè)是特征；

   

  

   

  考慮點(diǎn)：

   

  電阻R9的作用：用于設(shè)置Ib的大小（我們假設(shè)當(dāng)NPN導(dǎo)通時(shí)，此時(shí)Vb=0.7V,因此流過R9的電流約為（5-0.7）/4=1mA左右）

   

  R11的作用：

   

  （1）如果沒有R11、假設(shè)開關(guān)信號(hào)斷開，三級(jí)管的b極就懸空；此時(shí)其屬于高阻態(tài)（不確定狀態(tài)），極易受到外部的高壓靜電、雷擊、外部干擾信號(hào)的影響；導(dǎo)致三極管誤導(dǎo)通和擊穿損壞；

   

  （2）由于工藝的原因的原因，三極管的三個(gè)極之間都存在寄生電容；當(dāng)三極管關(guān)斷的時(shí)候，電容CBE可以通過R11更快速的放電，加快三極管關(guān)斷速度（使得其工作在放大區(qū)的時(shí)間減小）

   

  

   

  R11阻值的選擇：

   

  （1）必須要保證R11與R9在b極的分壓安全的大于0.7V,管子才能導(dǎo)通（如果不能導(dǎo)通，其他的分析還有啥意義）

  
  

  

   

  （2）如果R11過大，會(huì)導(dǎo)致三極管關(guān)斷時(shí)間變慢

   

  （3）R11在滿足分壓要求的條件下如果阻值過小，會(huì)導(dǎo)致功耗變大（0.7V/R11）

   

  （4）據(jù)其他工程師的經(jīng)驗(yàn)，R11選2K(個(gè)人覺得，這個(gè)值一定要滿足第一個(gè)條件，在其左右就可以了)

   

  對(duì)于以上四個(gè)條件，你要先保證條件（1），如果功能都不能實(shí)現(xiàn)，還在講性能？

   

   

  總結(jié)：

   

  (1)：三極管開關(guān)電路設(shè)計(jì)的思路是一種假設(shè)成真的設(shè)計(jì)方法：就是我按照其完全導(dǎo)通的時(shí)候選擇各種參數(shù)，而不是我先選參數(shù)后判斷其是否導(dǎo)通

   

  (2)：對(duì)于R9和R11的分壓要滿足Vbe大于0.7V（比如這個(gè)圖中設(shè)計(jì)的Vb=5*(2/6)=1.6V）但為什么實(shí)測(cè)出來是0.7V而不是1.6V

   

  這是因?yàn)閎e間的特性很像一個(gè)二極管，只要其壓差大于0.7V   其壓差就是0.7V(有點(diǎn)繞，哈哈哈哈）以前這個(gè)問題困擾我這個(gè)小白因此你要做的就是保證其大于0.7V。

  
  

  
  

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