解密mos管柵極前面為什么一般會放一個電阻

我們知道，mos管是電壓控制器件，與雙極性三極管不同的是，mos管的導(dǎo)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。

對于普通的雙極性三極管，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(dǎo)通和截止的速度，降低MOS管在導(dǎo)通和截止過程中的損耗，它的柵極上的等效電阻應(yīng)該越小越好。

可是很多實際MOS管電路中，在MOS管柵極上所串聯(lián)的電阻幾乎無處不在，似乎大家都忘記了，這個電阻存在會延長MOS導(dǎo)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(zāi)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(shè)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。

上面這個電路中，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。

先來看第一點，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(guān)斷時，MOS管的D-S極從導(dǎo)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。
那這個電阻需要多大值的呢？

這個一般需要根據(jù)實際的情況來確定，但我們可以根據(jù)下面的實驗來大致判斷取值大小的影響。

下面電路中的MOS管柵極串聯(lián)有電阻R3，它的漏極負載是一個電感負載，同時還包括有線路分布電感。

實驗中，對R3分別取1歐姆、10歐姆、50歐姆進行仿真實驗。當R3為1歐姆的時候，可以看到在輸出電壓Vds上有高頻震蕩信號。

當R3增加到10歐姆的時候，輸出Vds的高頻震蕩信號明顯被衰減了。

當R3增加到50歐姆的的時候，Vds的上升沿變得比較緩慢了。在它的柵極電壓上，也明顯出現(xiàn)因為漏極-柵極之間的米勒電容效應(yīng)所引起的臺階。此時對應(yīng)的MOS管的功耗就大大增加了。

由上面的實驗結(jié)果來看，在MOS管柵極上所串聯(lián)的電阻需要根據(jù)具體的MOS管和電路分布雜散電感來確定，如果它的取值小了，就會引起輸出振鈴，如果大了就會增加MOS管的開關(guān)過渡時間，從而增加功耗。