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MOSFET作为后端负载的开关，这种应用有什么风险？

单片机,导通,电压MOSFET作为后端负载的开关，这种应用有什么风险？

发布时间：2019-02-08加入收藏来源：互联网点击：

问题补充： 《泰德兰电子》功率MOSFET的应用问题分析---用CPU的GPIO口直接控制一个MOSFET管，MOSFET作为后端负载的开关，这种应用有什么风险？

回答于 2019-09-11 08:43:50

回答于 2019-09-11 08:43:50

MOSFET导通时的内阻非常小，驱动负载能力比三极管更强

MOSFET可以用于快速开关、电平转换、负载驱动。MOSFET导通内阻更小，可以通过的电流比三极管多很多，更适合用于驱动负载。电动工具的电机驱动用的就是MOSFET，承受的电流可以达到几十A。

CPU的GPIO直接控制MOSFET

MOSFET是电压控制型的元件，如果CPU的GPIO的输出电压大于MOSFET导通电压要求，直接驱动是没有问题的。

N沟道MOSFET:CPU的GPIO（DR）设置为高电平时MOSFET导通，GPIO（DR）设置为低电平时MOSFET断开

P沟道MOSFET:CPU的GPIO（DR）设置为低电平时导通，GPIO（DR）设置为高电平时MOSFET断开

不同的驱动电压，MOSFET导通时的内阻会有差异，驱动电压较低时，内阻会增大，导致MOSFET发热增大。如果CPU的工作电压较低，GPIO直接驱动MOSFET的确存在一定的风险。在设计MOSFET驱动电路时，一定要充分考虑CPU的GPIO的驱动电压

CPU驱动电压不足可以加入三极管驱动

三极管是电流型的驱动元件，虽然CPU工作电压较低，通过调整三极管的基极电阻可以使控制电流(Ib)满足三极管驱动要求，再通过三极管集电极提供驱动电压给MOSFET。

N沟道MOSFET:CPU的GPIO（DR）设置为低电平时导通，三极管截止，三极管的集电极为高电平，可以驱动N MOSFET导通；CPU的GPIO（DR）设置为高电平时，三极管导通，三极管的集电极为低电平，N MOSFET管就断开了。

P沟道MOSFET:CPU的GPIO（DR）设置为高电平时导通，三极管导通，三极管的集电极为低电平，可以驱动P MOSFET导通；CPU的GPIO（DR）设置为低电平时，三极管截止，三极管的集电极为高电平，P MOSFET管就断开了。

总结

用CPU的GPIO口直接控制MOSFET管，MOSFET作为后端负载的开关是否存在风险需要看MOSFET的选型和电路的设计是否合理。如果设计合理，CPU的GPIO驱动MOSFET的电压足够是不存在风险的。在不确定是否存在风险的情况下，建议加入三极管控制MOSFET，以确保产品设计的可靠性！

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回答于 2019-09-11 08:43:50

MOS管是电压驱动的元器件，通常被用作较大功率的电子开关，来控制直流负载回路的通断。MOS管可以分为NMOS和PMOS，具有三个电极，分别为：1)门极G；2)源极S；3)漏极D。其中门极为控制端，源极S和漏极D为输出端。

MOS管的控制方式

MOS管通过GS之间的电压VGS来控制通断，NMOS和PMOS的控制方式不一样，如下：

NMOS的控制方式

NMOS的VGS > Vth时，NMOS导通，用单片机控制NMOS时，单片机输出高电平可以控制NMOS管的导通，单片机输出低电平时NMOS管关断。控制电路如下图所示。

PMOS的控制方式

PMOS的VGS<VTH时，PMOS管导通。用单片机控制PMOS时，单片机输出低电平，PMOS导通；单片机输出高电平时，PMOS截止关断。控制电路如下图所示。

单片机直接控制MOS管的应用风险

单片机的供电为5V或者3.3V，而且以3.3V居多，MOS管的Vth一般在(2-5)V，用单片机可以直接控制。对于过电流能力较强大功率MOS管而言，Vth的值可能更大。这时候用单片机就不能直接控制了。

实际上，为了使MOS管更稳定的工作，我们一般会用三极管来控制MOS管，因为三极管是流控型的器件，单片机驱动三极管更为合适。下图是单片机通过三极管控制NMOS的电路图。

单片机输出高电平时，三极管导通，NMOS的G极为低电平，NMOS截止关断；单片机输出低电平时，三极管截止，G极为高电平，NMOS导通。这样可以有效的避免单片机输出的电平无法满足VTH的情况。

以上就是这个问题的回答，感谢留言、评论、转发。更多电子设计、硬件设计、单片机等内容请关注本头条号：玩转嵌入式。感谢大家。

回答于 2019-09-11 08:43:50

回复：检查VCC以及MR34/MR35分压后的电压值VGS，VGS绝对值要比MQ1的VGS(th)高才能保证MOSFET完全打开，否则后面的系统可能不工作；同时检查GPIO口的驱动能力，是否满足驱动的要求。如果很小，最好用GPIO口驱动一个三极管的B极，三极管的集电极C下拉MOSFET的G极。由实际的浪涌电流再调整MC11值，以及MR34/MR35值。在PCB设计时，MQ1的D，S用大铜皮连接，如果多层板，在多个层放铜皮，用多个过孔分别进行连接。

回答于 2019-09-11 08:43:50

浪涌保护做好，散热做好就没问题，成熟工艺