MOS管柵極串接電阻,柵極串聯(lián)電阻作用-KIA MOS管

MOS管柵極串接電阻作用

mos管是電壓控制器件，導通只需要控制柵極的電壓超過其開啟閾值電壓即可，不需要柵極電流。所以本質(zhì)上，MOS管柵極上無需串聯(lián)任何電阻。

對于雙極性三極管，它是電流控制器件。它的基極串聯(lián)電阻是為了了限制基極電流的大小，否則對于驅(qū)動信號源來說，三極管的基極對地之間就等效成一個二極管，會對前面驅(qū)動電路造成影響。

而MOS管，由于它的柵極相對于漏極和源極是絕緣的，所以柵極上無需串聯(lián)電阻進行限流。

相反，考慮到MOS管柵極存在的寄生電容，為了加快MOS管導通和截止的速度，降低MOS管在導通和截止過程中的損耗，它的柵極上的等效電阻應該越小越好。

實際很多MOS管電路中，在MOS管柵極上所串聯(lián)的電阻幾乎無處不在，這個電阻存在會延長MOS導通和截止的時間，增加無謂的損耗。那為什么有些電路上還要在MOS管的柵極前放這個電阻呢，它到底有什么作用？

首先要明確一個概念，模擬電路不是軟件編程、非0即1，而是一個連續(xù)變化的過程。無論是電容上的電壓還是電感上的電流，都不能突變，否則將產(chǎn)生災難性的后果。上跳沿和下降沿并不是越陡峭越好，有時候在設計中甚至故意添加一些電阻讓上升下降沿變得平緩以保護元器件。

電路中，電阻R17有三個作用，其一是防止震蕩，其二是減小柵極充電峰值電流，其三是保護后面MOS管D-S極不被擊穿。

第一點，一般單片機的I/O輸出口都會帶點雜散電感，在電壓突變的情況下可能和柵極電容形成LC振蕩，當它們之間串上R17后，可增大阻尼而減小振蕩效果。

第二，當柵極電壓拉高時，首先會對柵極電容充電，充電峰值電流會超過了單片機的 I/O 輸出能力，串上 R17 后可放慢充電時間而減小柵極充電電流。

第三，當柵極關斷時，MOS管的D-S極從導通狀態(tài)變?yōu)榻刂範顟B(tài)時，漏源極電壓VDS會迅速增加，如果過大，就會擊穿器件，所以添加R17可以讓柵極電容慢慢放電，而不至于使器件擊穿。

為什么MOS管的柵極要串接電阻？

第一是限制驅(qū)動電流，防止驅(qū)動電流過大，避免驅(qū)動芯片會因為驅(qū)動能力不足損壞。

MOS管的開啟，是對各個電容進行充電，在充電的瞬間電容相當于短路，并且電流非常大，驅(qū)動芯片無法承接這么大的電流，所以這個電阻就起到了一個限流與保護作用。

但電阻阻值不能太大， 太大的話MOS管的導通時間和關斷時間會變長，這樣開關損耗就會增加了。

第二個就是可以消除MOS管柵極的振蕩信號。

驅(qū)動芯片到MOS管的走線存在寄生電感，并且MOS管的內(nèi)部電機引線也會有電感，此外MOS管的極間是存在寄生電容的，因此MOS管的開關電路就等效于一個LC低通濾波電路。

其輸出與輸入的比值，就是增益。

當增益大于1時，噪聲就被放大了。

它的諧振頻率點附近會產(chǎn)生較高的增益，如果沒有一個電阻引入，增益就會等于無窮大。

而驅(qū)動信號又是頻率分量非常豐富的階躍信號，必定有諧振頻率點附近的信號，因此容易產(chǎn)生諧振，繼而產(chǎn)生振蕩。

電阻的存在就是用來提供一個阻尼，吸收這樣的振蕩信號，串接電阻的阻值增大，諧振頻率點增益就會減小。一般阻值在10Ω左右即可，公式Rg＞2（L/Cgs）^0.5。

電阻的位置應該是在驅(qū)動端還是MOS管端呢？

在一些小功率MOS管電路，驅(qū)動端還是MOS管端其實都可以。但是對于大功率的MOS管開關電路，由于關斷時MOS管容易受到串擾，可能會產(chǎn)生誤操作，因此一般放在MOS管端。

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