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为什么MOSFET栅极与源极之间要加一个电阻?

时间:2023-06-07 11:26来源:未知 作者:admin 点击:
1,为 MOSFET 提供一个供电,经过电阻分压从而得到分压值,也即所谓的提供一个偏置电压; 2,起到防 ESD 静电的作用,避免处在一个高阻态。 这个电阻可以把它当作是一个泄放电阻,避

1,为MOSFET提供一个供电,经过电阻分压从而得到分压值,也即所谓的提供一个偏置电压;

2,起到防ESD静电的作用,避免处在一个高阻态。 这个电阻可以把它当作是一个泄放电阻,避免MOS管误动作,从而损坏MOSFET的栅极G-源极S;

首先,第一个作用偏置电压作用应该好理解这里不做过多解释,主要来说下第二个作用的工作原理,它是怎样防ESD保护MOS管的G极和S极的。

为什么MOSFET栅极与源极之间要加一个电阻?

图腾柱驱动电路

我们知道MOS管的G-S间的阻抗是很大的,这样只要当G-S脚有少量的静电,有一点的电流流过,G-S极间的等效电容两端就会产生很高的电压,因为大阻抗再乘以电流就会有一个很大的电压,如果不快速地将这些ESD静电泄放掉,在结电容Cgs两端产生的高压就有可能使MOS管产生误动作,甚至有可能把管子的G-S极击穿,所以在栅极(G) 与 源极(S) 之间加这个电阻,主要是把ESD静电泄放掉,从而起到保护这个MOS管的作用。

分析:这个电路是一个图腾柱的推挽电路,作用是加速MOS管快速导通和关断。 我们知道MOS管有一个米勒效应,为避免管子长时间停留在一个米勒平台上,所以我们要加速MOS管的导通与关断时间,从而减少开关的损耗。 Q3、Q4是轮流导通的,MOS管的G极在不断地充电和放电状态,如果这个时候突然关闭电源,MOS管的栅极就可能有有两种情况发生:

为什么MOSFET栅极与源极之间要加一个电阻?

图一

第一种情况是,断电时栅源极刚好在放电状态,结电容Cgs没有电荷存储了,刚好电放完了;

另一是种情况是,断电时栅源极(Vgs)刚好在充电状态,这时结电容Cgs它是有电荷的,并且电是充满的,如上图一所示。 电源断开了,这时候Q1、Q2也都断开状态,都是没有电的。 这个时候Vgs的电荷就没有释放的回路,这个电荷一直存在这里,并且能保持很长的一段时间,建立MOS管导通条件并没有消失,相当于关机的时候Vgs一直是有电压存在的。 这样再次开机瞬间,由于激励信号还没有建立,而开机瞬间MOS管的漏极(D极)供电随机提供,在导电沟道的作用下,MOS管立刻产生不受控的巨大漏极(D极)电流Id,可能会引起MOS管烧坏,这种情况不是我们想要的。

为什么MOSFET栅极与源极之间要加一个电阻?

图二

所以,为了避免此现象的产生,所以在在MOS管的GS之前并接一颗泄放的电阻R4,如上图二,关机后结电容Cgs存储的电压通过这个电阻R4对GND迅速释放。 一般这个电阻的阻值不可以取太大,太大了放电就比较慢,为为保证电荷的迅速释放,一般取5K至数10K左右。

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