三極管和MOS管下拉電阻的作用
三極管屬于電流型驅(qū)動元器件,因此一般在基極都會串一個(gè)限流電阻,一般小于等于10K,但是在基極為什么會下拉一個(gè)電阻呢?舉例說明。如下圖,是溫度開關(guān)控制馬達(dá)電路圖。
簡單講解一下三極管,如果三極管工作在飽和區(qū)(完全導(dǎo)通),Rce≈0,Vce≈0.3V,且這個(gè)0.3V,我們就認(rèn)為它直接接地了。那么就需要讓Ib大于等于1mA,若Ib=1mA, Ic=100mA,它的放大倍數(shù)β=100,三極管完全導(dǎo)通。如下圖,是一個(gè)NPN三極管。
三極管屬于電流型驅(qū)動元器件,因此一般在基極都會串一個(gè)限流電阻,一般小于等于10K,但是在基極為什么會下拉一個(gè)電阻呢?舉例說明。如下圖,是溫度開關(guān)控制馬達(dá)電路圖。
如圖是溫度開關(guān)控制馬達(dá)轉(zhuǎn)和停,溫度開關(guān)相當(dāng)于一個(gè)按鍵開關(guān)。在B極串個(gè)開關(guān),N管就能夠做個(gè)開關(guān)管使用。圖中馬達(dá)是一個(gè)直流有刷馬達(dá),只要正極接通12V,負(fù)極接地,馬達(dá)就開始轉(zhuǎn)。
當(dāng)溫度開關(guān)導(dǎo)通,回路I流過的電流的為
三極管CE完全導(dǎo)通,Vce ? 0.3V,這時(shí)候,馬達(dá)兩端的電壓壓降接近 12V,它就能夠轉(zhuǎn)動,因?yàn)槿龢O管be的導(dǎo)通后阻抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于2K電阻R2,所以電流大部分流過三極管;當(dāng)溫度開關(guān)斷開,ib 就沒有電流,ic 也沒有電流。
由于溫度開關(guān)在關(guān)斷的瞬間,三級管ib、ic上的電流并不能夠一下子降到零,而是慢慢降到零,這是制造工藝必然存在的,在這段時(shí)間,三極管是工作在放大區(qū),是容易受到干擾。因此需要接個(gè)下拉電阻R2,這個(gè)電阻一是給三極管提供了個(gè)放電回路,二是為點(diǎn)A提供一個(gè)能量分散的通路。
放電回路怎么理解?
如下圖三極管寄生電容,三極管實(shí)際工藝制造模型,三極管BE、BC、CE之間分別有電容C1、C2、C3。這三個(gè)電容的存在一方面是我們不需要的,另一方面,又是工藝中無法避免克服的,是制造工藝過程中必然存在的現(xiàn)象。我們把這種電容一般稱之為雜散電容,或者說是寄生電容。買電子元器件現(xiàn)貨上唯樣商城
由于有電容的存在,三極管勢必有延時(shí)。當(dāng)ib沒有電流時(shí),電容C1開始放電,形成回路I,這個(gè)時(shí)候B點(diǎn)的電壓從0.7V降到0V,工作在放大區(qū),容易受到干擾,在C1兩端加個(gè)電阻R2,電容上的電一部分就會從電阻R2上釋放掉,并且電阻阻值越小,電容放電越快。因此,電阻R2給電容提供了一個(gè)通路釋放電荷,大大減短了三極管工作在放大區(qū)的時(shí)間。
給能量提供一個(gè)分散通路怎么理解?
為什么說電阻 R2 為點(diǎn)A提供了一個(gè)能量分散通路。如圖2所示,溫度開關(guān)斷開時(shí),此時(shí)點(diǎn)A是懸空的,A點(diǎn)電壓不確定,為高阻態(tài)(阻抗無窮大),容易出現(xiàn)誤導(dǎo)通的現(xiàn)象,而且也容易受到周圍環(huán)境干擾,比如靜電、雷擊等使器件損壞。
當(dāng)使用環(huán)境出現(xiàn)雷擊,高壓靜電等情況,在點(diǎn)A下拉一個(gè)電阻接到地,大部分電流就會順著電阻流入地,給能量提供一個(gè)分散通路。如果沒有接這個(gè)電阻,當(dāng)發(fā)生雷擊時(shí),由于A點(diǎn)左邊阻抗無窮大,A點(diǎn)右邊接三極管,阻抗相對左邊來說是很低的,因此電流會全部往阻抗低的方向跑,流入三極管,造成電流過大,使器件性損壞。
關(guān)于MOS管
由于篇幅限制,關(guān)于MOS管基礎(chǔ)知識,移步此處:MOS管基本認(rèn)識。
下拉電阻的作用有兩個(gè):
防止在靜電作用下,電荷沒有釋放回路,容易引起靜電擊穿
MOS管在開關(guān)狀態(tài)工作時(shí),就是不斷的給Cgs充放電,當(dāng)斷開電源時(shí),Cgs內(nèi)部可能儲存有一部分電荷,但是沒有釋放回路,MOS管柵極電場仍然存在且能保持很長時(shí)間,建立導(dǎo)電溝道的條件沒有消失。在下次開機(jī)時(shí),在導(dǎo)電溝道的作用下,MOS管立即產(chǎn)生不受控的巨大漏極電流Id,引起MOS管燒壞。
審核編輯黃宇
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