深度講解三極管和MOS管下拉電阻的作用
????簡(jiǎn)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。三極管基礎(chǔ)知識(shí)參考文章:四句口訣,玩轉(zhuǎn)三極管!????三極管屬于電流型驅(qū)動(dòng)元器件,因此一般在基極都會(huì)串一個(gè)限流電阻,一般小于等于10K,但是在基極為什么會(huì)下拉一個(gè)電阻呢?舉例說(shuō)明。如下圖,是溫度開(kāi)關(guān)控制馬達(dá)電路圖。
????如圖是溫度開(kāi)關(guān)控制馬達(dá)轉(zhuǎn)和停,溫度開(kāi)關(guān)相當(dāng)于一個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)。在B極串個(gè)開(kāi)關(guān),N管就能夠做個(gè)開(kāi)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(kāi)始轉(zhuǎn)。????當(dāng)溫度開(kāi)關(guān)導(dǎo)通,回路I流過(guò)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(dòng),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(guò)三極管;當(dāng)溫度開(kāi)關(guān)斷開(kāi),ib 就沒(méi)有電流,ic 也沒(méi)有電流。????由于溫度開(kāi)關(guān)在關(guān)斷的瞬間,三級(jí)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),是最容易受到干擾。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(wú)法避免克服的,是制造工藝過(guò)程中必然存在的現(xiàn)象。我們把這種電容一般稱(chēng)之為雜散電容,或者說(shuō)是寄生電容。????由于有電容的存在,三極管勢(shì)必有延時(shí)。當(dāng)ib沒(méi)有電流時(shí),電容C1開(kāi)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),最容易受到干擾,在C1兩端加個(gè)電阻R2,電容上的電一部分就會(huì)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(shuō)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(kāi)關(guān)斷開(kāi)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(wú)窮大),容易出現(xiàn)誤導(dǎo)通的現(xiàn)象,而且也容易受到周?chē)h(huán)境干擾,比如靜電、雷擊等使器件永久損壞。????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(huì)順著電阻流入地,給能量提供一個(gè)分散通路。如果沒(méi)有接這個(gè)電阻,當(dāng)發(fā)生雷擊時(shí),由于A(yíng)點(diǎn)左邊阻抗無(wú)窮大,A點(diǎn)右邊接三極管,阻抗相對(duì)左邊來(lái)說(shuō)是很低的,因此電流會(huì)全部往阻抗低的方向跑,流入三極管,造成電流過(guò)大,使器件永久性損壞。關(guān)于MOS管????由于篇幅限制,關(guān)于MOS管基礎(chǔ)知識(shí),移步此處:MOS管基本認(rèn)識(shí)。下拉電阻的作用有兩個(gè):
- 防止在靜電作用下,電荷沒(méi)有釋放回路,容易引起靜電擊穿
- MOS管在開(kāi)關(guān)狀態(tài)工作時(shí),就是不斷的給Cgs充放電,當(dāng)斷開(kāi)電源時(shí),Cgs內(nèi)部可能儲(chǔ)存有一部分電荷,但是沒(méi)有釋放回路,MOS管柵極電場(chǎng)仍然存在且能保持很長(zhǎng)時(shí)間,建立導(dǎo)電溝道的條件沒(méi)有消失。在下次開(kāi)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
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