三極管最典型的應用——MOSFET驅動電路

說實話，這些電路大多都是在面試或者課本里出現，考察一些大家對三極管的理解。但真正在實際電路中，很少看到三極管工作在放大區。說到這里，也給在學校的大學生們吃個定心丸，課本里一天天“集電極正偏”，“共集共射”這個極正偏那個極反偏，說實話在工作里沒多大用處，你把這些題都做會也設計不出來實際的電路；設計實際電路的工程師也不一定會解題。

所以不必被這些圖嚇著，在實際應用中，更多的，三極管被用來作為邏輯，或者驅動電路，那么更多的是了解其開關特性就足夠了。今天來講一個在實際案例中使用的比較多的一個場景，就是三極管作為mosfet的驅動電路：

先放一張Pmos的圖，以便方便對應下面應用的圖中各個極的名稱。好的，然后我們直接跳到下面這個實際電路中（假設M1是PMOS）R1這里畫的有問題請忽略那一條線。

先大致看一下這個電路的邏輯。當三極管Q1的基極驅動為低電平，Q1不導通，PMOS M1的Vgs沒有電壓差，M1右側無電壓；當三極管Q1的基極驅動為高電平，Q1導通，PMOS的Vgs接近-12V，M1導通，右側為V2輸入電壓12V。當然順便寫一下Pmos導通的條件，我知道很多人都不會記得：

PMOS（P型金屬氧化物半導體場效應管）導通的條件是其柵極電位低于源極電位，形成正向偏置，使得溝道中形成一個可導電的電子通道，從而形成漏極-源極導通的通路。當PMOS的柵極電位低于源極電位一定的閾值電壓時，漏極-源極通路的電阻會顯著降低，PMOS器件就開始導通了。（哪個是柵極，源極，漏極對照上面的圖）

理解了原理，我們更進一步，如何給電阻電容取值。

先看連接Pmos gate的

R2：對于Pmos來說，gate上的阻抗很大，所以R2可以選擇較大的電阻，這里流過它的電流無論如何都很低。

R3：選擇10K，經驗法則，當三極管導通時，流過它的電流為12/10K=1.2mA. 這里需要返回去查三極管的手冊，2N3904查到電流放大倍數大約在80左右，所Ib=1.2mA/80=15uA。

R1：根據Ib的電流就很容易算出R1的阻值，假設三極管的驅動電壓為3.3V，那么R1就為（3.3-0.7）/15uA=173K。

我們上面剛剛說過，多數三極管的應用 ，我們根本不會用到其放大區的功能。

當Ic已知時，根據三極管的特性曲線，可以得到對應的最大Ib值，也就是使三極管處于放大區的臨界值。如果Ib超過了這個臨界值，三極管就可能進入飽和區，導致輸出信號失真。

那我們是希望其進入飽和區，所以R1選擇比173KΩ小就ok，這里我們選擇了10K。

最后的最后，再講講為什么MOSFET需要三極管來驅動，當前沒有看到一篇文章來講這個事情，可能大多數工程師也是根據過往的經驗法則。

在MOSFET開關電路中，使用三極管作為驅動電路可以帶來以下幾個好處：

降低開關電路的驅動電壓要求：MOSFET需要一定的門極電壓才能開啟，但在實際應用中，需要對門極電壓進行一定程度的升壓以達到要求的電壓水平。使用三極管作為驅動電路可以通過其電壓放大功能，將門極電壓升高到所需的水平，從而降低了對驅動電壓的要求。

提高開關速度和響應速度：使用三極管作為驅動電路可以提供更高的驅動電流，從而加快MOSFET的開關速度和響應速度，降低開關過程中的功耗和損耗。

提高開關效率和穩定性：由于三極管具有較高的電壓放大系數和電流放大系數，可以提供穩定的電流和電壓輸出，從而提高開關電路的效率和穩定性。

需要注意的是，使用三極管作為MOSFET驅動電路也存在一些缺點，如驅動電路復雜度較高、功耗較大等，因此在實際應用中需要根據具體情況進行權衡和選擇。

最后再說一下C1的作用，mosfet和三極管一樣，都比較靈敏，這里為了防止誤導通，所以增加這個RC。

審核編輯：湯梓紅