三極管和MOS管下拉電阻的作用

關(guān)于三極管

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。

圖1 NPN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。

圖2 溫度開(kāi)關(guān)控制馬達(dá)電路

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。

圖3 三極管寄生電容

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，而且也容易受到周圍環(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

具體可以看我之前的文章《MOS管充放電原理》，介紹的比較詳細(xì)。

下拉電阻的作用有兩個(gè)：

A. 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；

B. 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。