MOS管相比三極體來講，具有更低的導通內阻，在驅動大功率的負載時，發熱量就會小很多。MOS管的驅動與三極體有一個比較大的區別，MOS管是電壓驅動型的元件，如果驅動電壓達不到要求，MOS就會不完全導通，內阻變大而造成過熱。

MOS管分為N溝道與P溝道兩種，N溝道用於電源負極的控制，P溝道用於電源正極的控制，兩者直接的控制訊號電壓也存在區別。對於NMOS來講，當柵極與源極的電壓超過一定電壓閾值的之後就會導通，PMOS與之相反。

NMOS與PMOS還有一點比較大的區別，NMOS的導通內阻一般比PMOS要小一些，並且製造成本性對較低，所以在功率較大的控制場合，一般會選用NMOS，當然也要根據控制電路的邏輯關係進行選擇。以NMOS為例，當Vgs大於最小控制電壓閾值時，MOS管會導通，但是其導通內阻無法達到最小設計值，所以想要保證其導通內阻，就要有足夠的控制驅動電壓。

上圖是常用N溝道MOS管AO4468引數手冊中給出的導通內阻參考值，當控制電壓4.5V的時候，導通內阻小於22mΩ；控制電壓10V時，導通內阻小於14mΩ，從這個引數上能夠看出，不同的驅動電壓下，導通內阻是存在一定差別的。

常用的微控制器一般分為5V微控制器與3V微控制器，微控制器的IO口輸出的高電平電壓最高是可以接近電源電壓的，但會比電源電壓小一些。由於三極體是電流驅動型的元件，所以不需要太高的驅動電壓就可以飽和導通，而對於MOS管來講，根據不同型號引數的，導通電壓會有差別，微控制器IO能夠輸出的電壓，對於大部分的MOS管來講是達不到其導通條件的。

所以在微控制器驅動MOS的電路中，通常會採用三極體作為前級驅動，由電源電壓驅動MOS管開啟，有些開啟電壓較高的MOS管，還會提高驅動電壓，而不使用微控制器的5V供電，比如12V、15V等等。

所以微控制器不能直接驅動MOS管的主要原因是驅動能力的問題，微控制器的IO輸出的電壓達不到MOS管的導通條件，或者達不到飽和導通的條件。

這個問題其實就是驅動電路的驅動能力問題。驅動方面，關注它的動態特性，也就是開關特性；還有它的靜態特性，就是穩態電平。從靜態和動態方面出發，驅動有以下幾點需要特別注意：

其一，穩態電平幅值，你得看一下你使用的開關管，比如mosfet，你設計流過它的電流Id是多少，因為像mosfet這類電壓型的開關器件，門極電壓Vgs和透過主體漏極電流Id是跨導（g）關係，這個跨導就像咱們三極體的電流放大倍數一個道理，所以首先滿足Id=Vgs*g也就是你的電平，這裡還要注意你的有效Vgs，它是你的實際電平減去這類管子的開通閾值（開通閾值或門檻電壓用Vth表示，有效電平=實際電平—Vth）；

其二，動態峰值電流能力，驅動晶片必須要滿足給門極充電的能力，尤其是瞬態的峰值電流，Ipeak=門極電平/驅動電阻，如果你的微控制器沒有這個峰值電流能力，那麼我們知道，瞬態大電流和微控制器驅動口內阻乘積就是電壓，這就是驅動能力不足，導致門極充放電變慢，開關速度異常，還有就是你的微控制器會發熱；

其三，開關管驅動功率消耗，我們知道理想的電壓型開關並不需要驅動功率，但是實際當中，像mosfet存在門極電容（Cgs）和米勒電容（Cgd或Crss），這些電容透過驅動電阻充放電都是要消耗功率的，所以你的微控制器還得需要一定的驅動功率能力才行，驅動功率P=驅動電壓*工作頻率*電容的電荷量（這裡包括了門極電容和米勒電容總電荷，通常在資料手冊裡成為Qg），驅動功率意味著驅動晶片，像微控制器會產生功耗，也就是發熱的問題。

微控制器可以驅動，後面加三極體推輓的作用就是滿足穩態電平和動態驅動能力的要求。

你用微控制器直接驅動未嘗不可，但只需要滿足以上靜態和動態的需求即可。

MOS管是電壓型器件，但是微控制器的輸出口是不可能輸出高於電源電壓的訊號，所以在驅動高電壓的MOS管的時候，必須要用三極體來過渡一下。

微控制器直接驅動MOS管的條件

前一段時間我在維修一個加熱用的小型家用電器，它裡面的電路就是用一個20引腳的AT89C2051微控制器控制I/O口直接去控制兩個MOS管。一個微控制器的P3.0口輸出PWM波形去控制場效電晶體的導通與關閉，其微控制器控制圖如下圖所示。

當P3.0腳輸出的PWM為高電平的時候，場效電晶體導通，持續增高溫度值。透過這個例子可以看出在一些驅動功率不是很高的場合，對於小功率的MOS管來說，它是可以用微控制器I/O口直接控制的。我們知道對於小功率的場效電晶體它的柵極Ugs電壓不需要很高電壓就可以完全控制場效電晶體良好的導通了。因此在對一些小型場效電晶體所控制功率比較小的場合，我們可以用微控制器I/O口直接控制場效電晶體。

我們知道場效電晶體是一種壓控型器件，對於大功率場效電晶體要想使它充分導通，就要給柵極一個較高的電壓，例如我在維修電磁爐時就可以看到，作為控制LC振盪的絕緣柵場效電晶體（IGBT），它需要18V的電壓才能滿足絕緣柵場效電晶體的驅動要求，由於微控制器的輸出電壓是5V，遠遠達不到場效電晶體導通的要求，因此就無法直接用微控制器的I/O口去控制。這時電路就採用了兩個三極體來組成推輓式的電路，去驅動場效電晶體。微控制器先控制一個運放電路，然後再用三極體去驅動場效電晶體的，其原理圖如下圖所示。

其實就是一個MOS管門限電壓高低及其誇導大小的問題。一般低耐壓的管子門限低，誇導大，5V的驅動電壓就能開啟並有3V左右的餘量確保導通電流足夠大。高耐壓的管子門限高，誇導小，需要高驅動電壓。我的經驗是耐壓40V以下的MOS管可以5V驅動，甚至鋰電池驅動。

MOS管(場效電晶體)是電壓驅動型器件，只要驅動電壓滿足要求就可以驅動MOS管導通

MOS管是電壓驅動型元件，在設計MOS管驅動電路時，需要注意所選用MOS的導通維持電壓（Vgs）。如果驅動電壓達不到導通維持電壓（Vgs)，MOS管就不能穩定、可靠的導通。

在設計電子產品的時候，微控制器的工作電壓有可能是1.8V、3.3V、5V。因為驅動MOS管並不需要太多的電流，如果微控制器IO的驅動電壓合適，可以直接驅動MOS管的。比如所選擇的MOS的VGS最小值為2.5V，微控制器的工作電壓為5V，那麼IO直接驅動MOS管是完全沒有問題的

N MOS管:DR為高電平時導通，DR為低電平時斷開

P MOS管:DR為低電平時導通，DR為高電平時斷開

如果微控制器IO的驅動電壓不能滿足MOS管的VGS要求，比如MOS管的VGS最小為3~4.5V，而單片的工作電壓為3V，如果直接用IO驅動MOS管，是不可靠的，需要加入三極體驅動。三極體是電流型的驅動器件，只要給三極體的基極提供驅動電流就可以導通，再透過三極體的集電極給MOS管提供驅動電壓。

N MOS管:DR為低電平時導通，三極體截止，三極體的集電極為高電平，可以驅動MOS導通；DR為高電平時，三極體導通，三極體的集電極為低電平，N MOS管就斷開了。

P MOS管:DR為高電平時導通，三極體導通，三極體的集電極為低電平，可以驅動MOS導通；DR為低電平時，三極體截止，三極體的集電極為高電平，P MOS管就斷開了。

所以MOS的驅動是否加入三極體需要根據實際應用而定！並不能一概而論！

有些MOS管需要用三極體驅動，而不是直接用微控制器的I/O口驅動，這是因為微控制器的工作電壓一般在5V以下，其I/O口輸出的驅動電壓的幅度較小（不會大於微控制器的供電電壓），而MOS管是一種電壓驅動器件，要想使其充分飽和導通，一般需要較高的驅動電壓，故不能直接用微控制器I/O口驅動MOS管。為了使MOS管能夠充分飽和導通，一般採用下圖所示電路。有不少型號的微控制器工作電壓較低，譬如STM8L151微控制器的工作電壓範圍為1.8～3.6V，C8051F330的工作電壓為2.7～3.6V，它們一般都採用3.3V的穩壓電源供電，這樣其I/O口輸出電壓的幅度一般≤3.3V。而像IRF840（其外形封裝見上圖）這類閾值電壓較高的大功率MOS管，其柵源兩極之間的驅動電壓一般要≥10V，才能使其充分飽和導通，顯然用上述工作電壓為3.3V的微控制器輸出的訊號直接驅動這類MOS管根本無法使其導通。為了能使MOS管充分飽和導通，一般先將微控制器I/O口輸出的訊號經雙極型三極體放大，然後再驅動MOS管。

圖1電路中，STM8L151微控制器I/O口若輸出為高電平時，VT1導通（一般只要該高電平訊號的幅度稍大於0.7V，即可使其導通），VT2柵極為低電平，處於截止狀態，負載RL不工作。當STM8L151的I/O口輸出為低電平時，VT1截止，VT2柵極電壓幾乎等於電源電壓12V（VT1截止時，R2兩端的壓降幾乎為零），這樣便可以使VT2獲得足夠幅度的電壓而充分飽和導通了。

順便說一下，現在有不少貼片功率MOS管（譬如SI2301）的閾值電壓較低，有的在5V左右的電壓下即可飽和導通，不過這類管子的漏極電流只有幾安，無法驅動工作電流更大的負載。

根據提問者的意思，為什麼經常看到在使用微控制器I/O口驅動MOS管時，不是使用微控制器I/O口直接驅動，而是經過一級三極體，使用三極體驅動MOS管。

三極體和MOS管在驅動上是有區別的，三極體是電流驅動，而MOS管是電壓驅動，三極體的基極驅動電壓只要高於Ube的死區電壓即可控制三極體導通，矽材料三極體的死區電壓一般為0.6V，鍺材料三極體的死區電壓一般為0.3V，所以控制三極體的電壓對於矽材料的三極體來說只要高於0.6V左右即可，而對於鍺材料的三極體來說只要高於0.3V左右即可。

而MOS管就不一樣了，MOS管是電壓型驅動，其驅動電壓必須高於其死區電壓Ugs的最小值才能導通，不同型號的MOS管其導通的Ugs最小值是不同的，一般為3V~5V左右，最小的也要2.5V，但這也只是剛剛導通，其電流很小，還處於放大區的起始階段，一般MOS管達到飽和時的驅動電壓需6V~10V左右。

瞭解三極體和MOS管在控制上的區別之後，那麼微控制器I/O口怎麼控制三極體和MOS管呢？微控制器一般採用5V或3.3V供電，其I/O口高電平為5V或3.3V，處理器一般講究低功耗，如今使用3.3V供電的微控制器較多，所以其I/O口高電平也只有3.3V。

（1）3.3V的電壓足夠可以驅動三極體，三極體屬於電流驅動，根據I/O口的電壓VIO以及限流電阻R1的值可以推算出基極電流，Ib=(VIO-0.6V）/R1，選擇不同的電阻R1阻值，可以改變基極電流，只要VIO大於0.6V，想要使三極體工作在飽和區都可以，下圖為簡單的NPN三極體控制LED指示燈的原理。

（2）MOS管是電壓驅動，MOS管開啟最低驅動電壓為3V~5V左右，不同型號MOS管驅動電壓不同，一些小功率MOS管最低驅動電壓為2.5V左右，微控制器I/O口可以直接驅動，但是此時MOS管處於半導通狀態，內阻很大，驅動小電流負載可以這麼使用。大電流負載就不可以這麼使用了，內阻大，管子的功耗過大，很容易燒燬MOS管。MOS管達到飽和狀態所需驅動電壓一般為6V~10V左右，3.3V的電壓不足以直接驅動MOS管使其飽和。因此，可以在I/O口的輸出端加一級三極體，使MOS管的驅動電壓變高。舉例說明，僅供參考，原理如下圖所示。

原理分析：當微控制器I/O口為高電平時，NPN三極體Q5導通，直接將N-MOS管控制極G極拉低，MOS管截止，負載不工作；當微控制器I/O口為低電平時，NPN三極體Q5截止，電阻R12和R13將24V電源分壓得G極電壓為：24V*20K/(10K+20K)=8V，MOS管導通並達到飽和狀態，負載工作。

總結：三極體為電流驅動，較低的電壓就可以驅動三極體，而MOS管為電壓驅動，驅動電壓較高，微控制器I/O口的電壓不足以驅動MOS管，所以經常使用三極體作為緩衝改變電壓，當然除了使用三極體之外還可以使用光耦等。

微控制器的GPIO口可以直接驅動三極體沒有問題，對於很多MOS管卻不能直接驅動，需要透過三極體或者光耦來轉化一下，這是為什麼呢？

微控制器的常用工作電壓一般為5V或者3.3V，不會超過5V，對於功率較大的MOS管可能無法滿足導通條件，因為MOS管是電壓驅動型的，而三極體是電流驅動型的，對驅動電壓要求不高。

三極體是流控型器件，具有三個工作狀態，分別為截止區、放大區和飽和區。用作電子開關時需要工作在截止區和飽和區。以NPN三極體為例，三極體飽和導通時，基極和發射極之間的壓差大約為0.7V，所以只要基極端的電壓高於0.7V，三極體就能導通，而微控制器在輸出高電平時至少可達3.3V，所以微控制器可以直接驅動三極體。微控制器驅動三極體的電路如下圖所示。

對於很多小功率的MOS管，微控制器是可以直接驅動的，因為其開啟電壓Vth要求不是很高，但是對於大多數的MOS管，其開啟電壓在2.5-4.5V之間，甚至更高，微控制器直接驅動可能會出現問題，所以就需要透過三極體來轉換一下。下圖就是微控制器透過微控制器來驅動MOS管的例子。

上圖中，如果負載端的電流較大，選用的MOS管Vth可能較大，多數MOS管的VGS在±20V範圍內，Vth在(2.5-5)V之間，如果是3.3V的微控制器可能導致MOS管不能正常工作。這是就透過三極體來間接驅動。

微控制器輸出高電平時，三極體導通，集電極時低電平那麼MOS管截止；當微控制器輸出低電平時，三極體截止集電極是高電平，MOS管導通。也可以在三極體的G和S極之間加一個穩壓管。

除了三極體之外，微控制器也可以透過光耦來驅動MOS管，在有些場合光耦驅動MOS管更為合適。用三極體，還是用光耦，還是用微控制器直接驅動需要根據實際的電路引數來確定。

因為微控制器的IO口輸出的電壓太弱了，為了增強驅動能力，需要經過三極體放大，然後再去驅動mos管（mos管柵極需要的導通電壓有點高），這樣組成達林頓形式的驅動電路，還可以增強IO口訊號的放大倍數。