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MOSFET栅极(G)-源极(S)的下拉电阻有何作用?
时间:2023-11-13
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MOSFET栅极与源极之间加一个电阻?这个电阻有什么作用?

作用

1. 充当一个“偏置电压”

2. 起到泄放电阻作用,推动电流的释放

首先第一个,充当一个“偏置电压”:

我们知道 MOSFET 一般栅极电压比源极电压高一定的电压才能够 开启,这里的电压差被称为门源电压。

假使在这里没有电阻起到偏置电压的作用,那么 MOSFET 的源极电压会因为随着负载电流的变化而变化,导致门源电压出现变化,从而影响 MOSFET 工作状态。

当加入电阻以后,电阻会通过电压降来MOSFET提供一个稳定的偏置电压,稳定 MOSFET 的工作状态。

那么MOSFET栅极(G)-源极(S)的下拉电阻在什么情况下会显得尤为重要呢?

这就是我们要讲的第二点作用。

MOS管的G-S间有很大的阻抗,一旦在G-S之间存在少量的的静电,较大的电阻值会会在栅(G)源极(s)之间产生很高的电压,在这种高电压的状态下,再加上原本的电流,电压会更大。

在这时我们需要将少量的静电泄放掉,避免两端的高电压让MOSFET有误动作或击穿G-S极的风险,而电阻便起到了这样一个保护MOSFET的作用。

1714353771538303.jpg下拉低阻回路进行释放电流

图片来源于网络)

具体解释如下:

我们知道MOSFET是高阻抗器件,在栅极(G)和源极(S)之间,存在一层绝缘体,即二氧化硅(SiO2)。MOS管有一个米勒效应,我们为了避免管子长时间停留在一个米勒平台上,会选择加速MOS管的导通与关断时间,减少开关的损耗。

一旦MOSFET驱动异常,米勒电容可能会通过电流给栅极(G)和源极(S)充电,接着小电流高阻抗对应着高电压,栅极电压被充电,如若超过门槛电压“Vgs(th)”,则易导致MOSFET重新开通,这是十分危险的。

a9d3fd1f4134970a3adfa0bc8520c7c5a5865def[1].jpg下拉电阻对电荷的泄放路径

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此外,MOSFET用于开关电路时,在开关过程中,如果栅极电压没有及时降下来,极易导致MOSFET处于部分导通状态,随后产生大量的热量,造成MOSFET损坏。栅极(G)和源极(S)之间增加一个适当的下拉电阻,能够起到加快栅极电压的下降速度的作用从而保护MOSFET。


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