MOSFET栅极和源极的下拉电阻有什么作用

来源：电子元器件之家

MOSFET栅极与源极之间加一个电阻?这个电阻有什么作用?

充当一个“偏置电压”

起到泄放电阻作用，推动电流的释放

首先第一个，充当一个“偏置电压”：

我们知道 MOSFET 一般栅极电压比源极电压高出一定的电压，才能够让 其开启，这里的电压差被称为门源电压。

假使在这里没有电阻起到偏置电压的作用，那么 MOSFET 的源极电压会因为随着负载电流的变化而变化，导致门源电压出现变化，从而影响 MOSFET 工作状态。

当加入电阻以后，电阻会通过电压降来微MOSFET提供一个稳定的偏置电压，稳定 MOSFET 的工作状态。

那么MOSFET栅极(G)-源极(S)的下拉电阻在什么情况下会显得尤为重要呢?

这就是我们要讲的第二点作用。

MOS管的G-S间有很大的阻抗，一旦在G-S之间存在少量的的静电，较大的电阻值会会在栅(G)源极(s)之间产生很高的电压，在这种高电压的状态下，再加上原本的电流，电压会更大。

在这时我们需要将少量的静电泄放掉，避免两端的高电压让MOSFET有误动作或击穿G-S极的风险，而电阻便起到了这样一个保护MOSFET的作用。

图1 下拉低阻回路进行释放电流

具体解释如下：

我们知道MOSFET是高阻抗器件，在栅极(G)和源极(S)之间，存在一层绝缘体，即二氧化硅(SiO2)。MOS管有一个米勒效应，我们为了避免管子长时间停留在一个米勒平台上，会选择加速MOS管的导通与关断时间，减少开关的损耗。

一旦MOSFET驱动异常，米勒电容可能会通过电流给栅极(G)和源极(S)充电，接着小电流高阻抗对应着高电压，栅极电压被充电，如若超过门槛电压“Vgs(th)”，则易导致MOSFET重新开通，这是十分危险的。

图2 下拉电阻对电荷的泄放路径

此外，当MOSFET用于开关电路时，在开关过程中，如果栅极电压没有及时降下来，极易导致MOSFET处于部分导通状态，随后产生大量的热量，造成MOSFET损坏。再栅极(G)和源极(S)之间增加一个适当的下拉电阻，能够起到加快栅极电压的下降速度的作用，从而保护MOSFET。

MOS管(金属氧化物半导体场效应晶体管)的栅极(G)和源极(S)之间选用下拉电阻值过大，可能会对电路的性能和稳定性产生一系列不良影响。

图3 MOSFET的GS极接下拉电阻

1、电路工作异常

下拉电阻的主要作用之一是提供稳定的偏置电压，确保MOS管能够在正常的工作状态下运行。当下拉电阻值过大时，它可能无法有效地提供所需的偏置电压，导致MOS管的栅极电压不稳定。这种不稳定性可能导致MOS管的工作状态异常，进而影响整个电路的性能。

2、静电保护能力减

MOS管的栅极和源极之间具有很高的阻抗，因此容易积累静电。下拉电阻的另一个重要作用是泄放这些静电，防止它们对MOS管造成损害。然而，当下拉电阻值过大时，其泄放静电的能力会减弱，可能导致静电在栅极和源极之间积累，增加MOS管被击穿的风险。

3、开关速度变慢

在开关电路中，MOS管的栅极电压需要迅速上升或下降以实现快速的开关动作。然而，当下拉电阻值过大时，它会延缓栅极电压的变化速度，导致MOS管的开关速度变慢。这不仅会增加电路的开关损耗，还可能影响电路的整体性能。

4、功耗增加

下拉电阻值过大还可能导致电路的功耗增加。在MOS管导通时，下拉电阻会消耗一定的功率，产生额外的热量。如果下拉电阻值过大，其消耗的功率也会相应增加，导致电路的功耗上升。这不仅会降低电路的效率，还可能对电路的稳定性产生负面影响。

5、选择合适的下拉电阻值

为了避免上述不良影响，需要选择合适的下拉电阻值。这通常需要根据电路的具体要求和MOS管的特性来确定。一般来说，下拉电阻的阻值应该足够小，以确保能够提供稳定的偏置电压和有效的静电泄放能力;同时，它也不应该过小，以免增加电路的功耗和开关损耗。