驱动电路为什么不用NPN
电子领域中,NPN晶体管经常用作开关或放大器的驱动器件。它们是电路中的重要组成部分。但在某些应用中,人们更喜欢使用其他器件,比如MOSFET。在本文中,我们探讨为什么在驱动电路中不使用NPN,而使用MOSFET等其他器件。
1. MOSFET的Vgs与Vbe差异
当使用NPN进行开关的驱动时,需要在其基极和发射极之间产生一个足够大的电压,以打开晶体管。这通常是通过将控制信号放置在基极上实现的。但是要注意到,NPN晶体管的基极电压通常为0.7V或更高,而MOSFET的门源电压(Vgs)可以为0V。
2. MOSFET的输入电阻更高
在做驱动电路设计时,需要考虑到信号源的输出电阻。当使用NPN作为开关时,它的输入电阻通常很低,因此需要较高的输入电流。而MOSFET通常具有高输入电阻,因此可以在保持输入信号电平相同时实现对低电平驱动器件的更高电流。
3. MOSFET的开关速度更快
在进行高频开关时,MOSFET的重新开启和关闭速度相对地更快。NPN作为开关,输出电流可以较大,但通常速度不够快。如果电路要求高速开关或高频响应,则使用MOSFET可更好地满足这些需求。
4. MOSFET的特性更可预测
MOSFET一般更易于控制,因为根据运行模式不同分为三种,即三个区域:恒压区、线性区和饱和区。这可以使设计师更精确地计算他们的电路参数,无论是进行开关还是放大运算。而NPN晶体管是一整个区域的,难以精确计算。
5. NPN需要负电源
在使用NPN时,需要选择合适的电源电压(通常为正电源),以使NPN不超过其最大额定电流。与之相反,MOSFET可以使用单电源驱动电路,无需使用两个电源分别为正电源和负电源。
6. NPN需要额外的保护器件
当使用NPN时,还需要使用保护电路,以保护电路免受电路中的反向电压和过电流的影响。但是,MOSFET可以自主完成这种电路保护,因为它们具有内部保护电路,可以保护通道和门电极免受电路中的反向电压和过电流的影响。
7. MOSFET更适合模拟电路
MOSFET在模拟电路中有很多应用,例如源跟随器、共源放大器和差分放大器。这是因为MOSFET比NPN更适合模拟电路,而NPN更适合数字电路。
8. MOSFET的体积更小
在同等功率和功耗等级的条件下,MOSFET的体积通常更小,这使得它们可以更好地适应紧凑的电路布局。
结论
因此,虽然NPN晶体管在某些应用场合下很有用,但对于需要高速和高性能响应的应用,则应首选MOSFET。MOSFET在驱动电路中的使用比NPN更受欢迎的原因是,MOSFET可以使用单电源和更好地适应高速开关和高频响应的需求,而它的特性也更可预测。此外,MOSFET还可以在模拟电路中使用,这使得它们可以在更广泛的电路应用中发挥作用。