MOS管和三极管到底有什么区别

对于很多人来说呢，三极管听上去很熟悉，说它熟悉呢是因为很多人都听过他的大名，也见过这个符号，以及知道它可以用来放大信号。说陌生呢是因为除了上述内容之外，很多人对它一无所知，也从来没有直接使用过三极管。之所以三极管有那么大的名气，是因为它的历史非常的悠久。在一些早期的电子设备里面几乎都能找到三极管的身影。早期的电子杂志上面也刊登了大量的关于三极管的应用电路，但是现在三极管的应用场景已经很少了。原因主要有两个：第一个是集成电路的发展，比如说上面几个三极管的电路都可以用单片机或者其他集成电路轻易的取代，使用起来更加的简单方便，效果也更好。对于很多人来说，也就失去了学习三极管的动力和场景。第二个原因也是最重要的原因就是MOS管的普及，它进一步压缩了三极管的生存空间。

那么本本文我们就来聊一下MOS管和三极管的区别，以及它比起三极管到底有什么优势。首先简单说一下三极管是如何工作的，三极管有三个电极，分别是b，e，c，使用起来非常的简单。只要像这样把电路接好，单片机的这个IO口输出为高电平的时候，三极管打开通路，灯泡也就打开；当单片机的IO口输出为低电平的时候，三极管关闭，灯泡也就关闭，是不是觉得这个场景非常的熟悉？没错，它跟之前我们讲的MOS管简直一模一样。

那MOS管和三极管到底是有什么区别呢？

第一个区别也就是最重要的一个区别就是MOS管是电压控制的元件，而三极管是电流控制的元件。那么怎么理解这两句话呢？三极管的b和e之间可以假象为存在一个二极管，这也就产生了一个电流的通路。当我给三极管施加高电平的时候，b和e之间就会产生持续的电流，只有存在这个持续的电流时，三极管才会被打开。当我把这个高电平拿走，电流就瞬间消失了，三极管也就会关闭，所以维持三极管打开的必要条件就是b和e之间存在持续的电流，所以三极管被称为电流控制元件。

而对于这个MOS管来说，g 跟s 之间是不存在通路的，它们之间仅仅存在一个寄生电容。当给g极施加高电平的时候，除了一开始给这个寄生电容充电的电流之外，并不存在其他的电流，只要维持g极和 s极的电压差MOS管就可以打开，甚至因为这个寄生电容的存在，即便我撤走了IO口的高电平，你会发现灯泡依旧是亮着的。直到这个电容上的电荷慢慢的放光，MOS管才会关闭，这就是MOS管被称为电压控制器件的原因了。

那么看到这里你应该可以明白MOS管的优势了吧？没错，就是省电，保持MOS管的打开状态并不需要额外的电流，而三极管需要你可能会觉得三极管消耗的那些电流很小，不足为大。但是现在的一个集成电路动不动就成百上千个管，甚至有上亿。如果都用三极管来做的话，那这个功耗就大的非常惊人了，这就是为什么现在的数字集成电路中基本上都是用MOS管的原因了。

MOS管对于三极管来说，第二个优势就是导通阻抗小，MOS管导通以后呢，d与s之间可以等效为一个电阻，而且这个电阻可以很轻松的做到小于十毫欧姆。此时，即便通过10安培的电流，也就只会产生0.1伏的压降，即1W的功耗。而三极管导通以后，c和e之间就等效为一个二极管，就会产生一个固定的0.4伏左右的压降。此时如果通过的电流还是10安培，那么三极管的功耗就达到了4W，是MOS管的四倍左右，所以现在大部分的低压功率器件都使用了MOS管做控制。

说到这里，你会发现不管是在集成电路的内部还是作为分立元件，三极管似乎都被MOS给打败了。那么三极管比起MOS管来说有没有什么优势呢？一般来说三极管有两个优势，第一个就是便宜，对于一些小功率的控制场景，比如说像这种LED灯或者小功率的直流电机。他们的运行电流可能小于100毫安，那么使用三极管就非常的划算了。因为三极管虽然会消耗0.4V的压降，但是因为电流很小。所以三极管消耗的总功耗也就可以小的忽略了。这也就是我目前使用三极管最多的场景了，我一般会选择S8050这个型号的三极管价格只有几分钱，性价比非常的高。同时一些电平转换电路用三极管也比较合适。

那三极管的第二个优势就是耐高压大电流。MOS管因为工艺的问题，如果要做高压的话，Rdsn就会很大，此时三极管就有优势了。三极管很容易做到耐高压，但是这种场景普通人很少会遇到，我就不细说了。简单的总结一下，因为静态电流小，导通阻抗低的优势，现在大部分场景下，我们都是用MOS管取代三极管了，只有在一些小功率或者对功耗不敏感的场景下，我们才会使用三极管。毕竟目前来讲三极管还是有很大的价格优势的。

另外本本文也没有很详细的去讲解三极管的原理和构造，甚至我都没有提及三极管的放大特性。那是因为我觉得三极管的放大特性在现实中已经极少有应用场景了。甚至我自己从来没有在正式的工作中用过三极管的放大特性。当然我不是说它不重要，其实我还是很怀念高中的时候，用两个三极管和一堆分立元件制作的收音机。整个过程虽然没有太多的商业价值，但是却收获了很多的乐趣。也正是这些简单的制作，让我对硬件的世界产生了浓厚的兴趣。