为什么要在mos管栅极前面放一个电阻呢？

2023-3-10 15:06:47 12856 MOS管驱动电路串联电阻三极管

0 　　我们知道，mos管是电压控制器件，与双极性三极管不同的是，mos管的导通只需要控制栅极的电压超过其开启阈值电压即可，不需要栅极电流。所以本质上，MOS管栅极上无需串联任何电阻。　　对于普通的双极性三极管，它是电流控制器件。它的基极串联电阻是为了了限制基极电流的大小，否则对于驱动信号源来说，三极管的基极对地之间就等效成一个二极管，会对前面驱动电路造成影响。　　而MOS管，由于它的栅极相对于漏极和源极是绝缘的，所以栅极上无需串联电阻进行限流。　　相反，考虑到MOS管栅极存在的寄生电容，为了加快MOS管导通和截止的速度，降低MOS管在导通和截止过程中的损耗，它的栅极上的等效电阻应该越小越好。　　可是很多实际MOS管电路中，在MOS管栅极上所串联的电阻几乎无处不在，似乎大家都忘记了，这个电阻存在会延长MOS导通和截止的时间，增加无谓的损耗。　　那为什么有些电路上还要在MOS管的栅极前放这个电阻呢，它到底有什么作用？　　首先要明确一个概念，模拟电路不是软件编程、非0即1，而是一个连续变化的过程。无论是电容上的电压还是电感上的电流，都不能突变，否则将产生灾难性的后果。上跳沿和下降沿并不是越陡峭越好，有时候在设计中甚至故意添加一些电阻让上升下降沿变得平缓以保护元器件。　　上面这个电路中，电阻R17有三个作用，其一是防止震荡，其二是减小栅极充电峰值电流，其三是保护后面MOS管D-S极不被击穿。　　先来看第一点，一般单片机的I/O输出口都会带点杂散电感，在电压突变的情况下可能和栅极电容形成LC振荡，当它们之间串上R17后，可增大阻尼而减小振荡效果。　　第二，当栅极电压拉高时，首先会对栅极电容充电，充电峰值电流会超过了单片机的 I/O 输出能力，串上 R17 后可放慢充电时间而减小栅极充电电流。　　第三，当栅极关断时，MOS管的D-S极从导通状态变为截止状态时，漏源极电压VDS会迅速增加，如果过大，就会击穿器件，所以添加R17可以让栅极电容慢慢放电，而不至于使器件击穿。　　那这个电阻需要多大值的呢？　　这个一般需要根据实际的情况来确定，但我们可以根据下面的实验来大致判断取值大小的影响。　　下面电路中的MOS管栅极串联有电阻R3，它的漏极负载是一个电感负载，同时还包括有线路分布电感。　　实验中，对R3分别取1欧姆、10欧姆、50欧姆进行仿真实验。当R3为1欧姆的时候，可以看到在输出电压Vds上有高频震荡信号。　　当R3增加到10欧姆的时候，输出Vds的高频震荡信号明显被衰减了。　　当R3增加到50欧姆的的时候，Vds的上升沿变得比较缓慢了。在它的栅极电压上，也明显出现因为漏极-栅极之间的米勒电容效应所引起的台阶。此时对应的MOS管的功耗就大大增加了。　　由上面的实验结果来看，在MOS管栅极上所串联的电阻需要根据具体的MOS管和电路分布杂散电感来确定，如果它的取值小了，就会引起输出振铃，如果大了就会增加MOS管的开关过渡时间，从而增加功耗。原作者：VBsemi微碧半导体 1
2023-3-10 15:06:47　　评论淘帖0 举报相关推荐 • 为了稳定性必须在MOSFET栅极前面放一个100Ω电阻吗 1 • PCB Layout时，MOS管栅极串联电阻放哪儿？ 1101 • mos管栅极串联电阻作用 mos管栅极电阻一般多大 2877 • MOS管栅极电阻的问题 3327 • MOS管的栅极电阻和GS电阻 2 • MOS管栅极电阻选择 39 • MOS管为什么需要栅极电阻？ 4635 • 如何设计MOS管栅极驱动电阻 23026 • 为什么MOSFET栅极前要放一个100Ω电阻？ 1219 • 栅极浮空的定义 MOS管的栅极为什么不能浮空呢？ 1896