Вопрос о резисторе затвора MOSFET

У меня есть затвор N-MOSFET, подключенный к логике 4043 . Id составляет около 100 мА. И 4043, и MOSFET имеют +5 В. Я планирую использовать 2N7000 .

  • Насколько большой резистор затвора мне нужен между 4043 и MOSFET. Логический выход иногда переключается быстро. Как быстро? Светодиод жесткого диска на материнской плате управляет им.
  • Нужно ли размещать понижающий резистор от логики до 0 В между 4043 и MOSFET?
Ответы jippie и PhilFrost хороши, но если вы хотите получить более количественное представление о сопротивлении затвора в полевых МОП-транзисторах, вы можете посмотреть этот пост ( electronics.stackexchange.com/questions/60427/… ).
Это также зависит от нагрузки MOSFET: irf.custhelp.com/app/answers/detail/a_id/215 .
Если логика никогда не отключается внезапно от MOSFET, например, когда два прибора соединены кабелем, здесь можно обойтись без резисторов. Линия CMOS 4000 является двухтактной, поэтому резисторы подтягивания вверх/вниз не требуются. И если ваш MOSFET не используется на пределе своих возможностей, вам также не нужно беспокоиться о дополнительной емкости кабеля.

Ответы (3)

Обычно рекомендуется включать резистор затвора, чтобы избежать звона. Звон (паразитные колебания) вызван емкостью затвора последовательно с индуктивностью соединительного провода и может привести к тому, что транзистор будет рассеивать чрезмерную мощность, поскольку он не включается достаточно быстро и, следовательно, ток через сток/исток в сочетании с несколько высоким Из-за сопротивления сток-исток устройство будет нагреваться. Резистор с низким сопротивлением решит (ослабит) звон.

Как упоминает @PhilFrost , резистор с высоким сопротивлением на землю - хорошая идея, чтобы избежать емкостной связи, управляющей транзистором, когда он в противном случае не подключен.

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Проводка между логическим выходом, затвором транзистора, истоком транзистора и землей всегда должна быть как можно короче. Это обеспечит быстрое включение/выключение.

Тривиальное наблюдение: я бы поставил подтягивающий резистор перед ограничительным резистором затвора - таким образом, два резистора не образуют делителя напряжения (пусть и незначительного), и, таким образом, входное напряжение полностью выражается на затворе.
@AnindoGhosh Это обсуждалось в ответе на один из моих вопросов. supercat отметил, что размещение R2 перед R1 создает делитель напряжения при коротком замыкании GD в случае отказа MOSFET и, таким образом, немного защищает драйвер. Конечно, значения должны быть выбраны соответствующим образом, и существует компромисс энергопотребления.
@abdullahkahraman Водитель будет защищен в любом случае, R2 до или после - защита предоставляется R1.
@AnindoGhosh никогда не рассматривал альтернативное расположение для R2, ​​и хотя разделение напряжения минимально, я думаю, вы правы. Для защиты микроконтроллера при КЗ ДГ можно поставить параллельно R2 стабилитрон 5V1. Не уверен, насколько это эффективно, но, по крайней мере, вы попытались защитить контроллер.
@Anindo На самом деле я предпочитаю последовательный резистор рядом с источником и позволяю ему использоваться в качестве терминатора источника. Делитель напряжения не является проблемой (100/1M = 0,01%, даже не 1 мВ для драйвера 5 В).
@apalopohapa Верно для значений в текущем дизайне, но не обязательно верно для более низкого значения или ограничительного резистора с более высоким значением. У меня был случай применить один или оба этих случая. YMMV, конечно :-)
Логика использования нагрузки 1Meg Gate абсурдна, и резистор совершенно не нужен для любой схемы драйвера с активным понижением напряжения. Основная полезность сопротивления серии Gate заключается в снижении скорости включения и выключения M1.
Минимальное значение резистора, чтобы избежать звона, можно определить, если известна индуктивность дорожки/провода, идущего к затвору MOSFET, как показано, например, в этом приложении , но на практике может быть сложно измерить такую ​​низкую индуктивность.

Вам не обязательно нужен базовый резистор. МОП-транзисторы не только не имеют базы (у них есть затвор), но и затвор имеет (очень) высокий импеданс. За исключением случаев, когда MOSFET меняет состояние, ток затвора практически равен нулю.

Иногда разумно использовать резистор затвора, чтобы уменьшить звон, особенно если дорожка, управляющая затвором, длинная или если вы обеспокоены созданием электромагнитных помех. Более высокое значение ослабляет звон, но также замедляет время переключения: подходящее значение зависит от потенциальной силы звона и от того, какое время переключения требуется.

Обычной практикой является размещение резистора (значение не очень критично — что-то между 1 к Ом и 1 М Ом подойдет) от ворот к земле, просто чтобы убедиться, что МОП-транзистор будет выключен, если вещь, управляющая им (4043 в вашем случае), позволяет выходу плавать. В противном случае очень малые токи от вашего пальца, емкостная связь, индуктивная связь или другие вещи, о которых вам лучше не беспокоиться, могут изменить напряжение затвора MOSFET, что приведет к непреднамеренному поведению.

Я думаю для ограничения пускового тока надо ставить последовательный резистор, при работе с микроконтроллерами. Или это просто перебор?
@abdullahkahraman Порты ввода-вывода, как правило, не являются жесткими источниками и приемниками, поэтому я не вижу необходимости в последовательном резисторе.
Иногда вы подключаете небольшой (100-200 Ом) резистор или, может быть, ферритовую бусину последовательно с затвором MOSFET, чтобы убить усиление на высоких частотах (RF), если оно показывает признаки нестабильности.
@Madmanguruman - Использование внутреннего сопротивления канала драйвера ввода-вывода (например, без внешнего сопротивления) является рискованным планом, поскольку вы рассеиваете всю энергию на относительно хрупкий кристалл. Если затвор FET, которым вы управляете, большой (очень емкостный) и ваша частота возбуждения высока (как в приложениях с ШИМ / управлением двигателем), вы сожжете драйвер ввода-вывода.
@DrFriedParts Ограниченный ток от GPIO сделает невозможным управление полевым МОП-транзистором большой емкости на высокой частоте, что потребует внешнего драйвера. Если кристалл слишком хрупок, чтобы выдержать номинальный ток ввода-вывода GPIO, для меня это признак недостаточной надежности.
Я хотел бы напомнить всем, что мы говорим об управлении 2N7000 с 4043. Ни 2N7000 не является устройством с высоким зарядом затвора, ни 4043 не способен работать с большими токами возбуждения. Я серьезно сомневаюсь, что эта комбинация требует резистора затвора больше, чем все МОП-транзисторы в ЦП требуют резисторов затвора.
Хахаха, спасибо за наводку, Фил, мы почти не заметили. Вот что бывает, когда кучка инженеров собирается вместе, лол.
@Madmanguruman - Ваш вывод верен, учитывая ваши предположения, но ваши предположения неприменимы к большинству микроконтроллеров потребительского уровня. (1) Вы можете (и будете) превышать номинальный ток ввода-вывода, если закоротите выходной драйвер. (2) Драйвер будет вести себя так, как если бы он врезался в короткое замыкание, если частота переключения высока — вход может переключаться на высокой частоте независимо от выхода. Выход не будет сильно расти в ответ, что приведет к устойчивому состоянию, похожему на короткое замыкание. Тем не менее, Фил прав, здесь это не так, но ваше обобщение заслужило эту оговорку.
@Madmanguruman - Если xxx слишком yyy, чтобы справиться с zzz nnn, для меня это признак отсутствия надежности :-).
Я должен был изучать "педантику" вместо "электроники". Шиш.
Если вы не поставите последовательный резистор, вы никогда не пройдете тесты на ЭМС, потому что звон будет вызывать помехи повсюду (вы не увидите этого при измерении сигнала на проводе, но с пробником ЭМС вы увидите хаос, который он создает)
Никто больше не использует паразитные дроссели? Я полагаю, что они немного устарели, но в старые времена мы наматывали несколько витков медного провода на корпус резистора (см.: старые времена). Я полагаю, ферритовая бусина служит этой цели сейчас?

Затвор MOSFET действует как конденсатор, а зарядный ток может превышать 200 мА. Последовательный резистор от 100 Ом (3 В) до 200 Ом (5 В) удерживает это значение около отметки 20 мА. Подтягивающий резистор 10 кОм обеспечивает отключение, если затвор плавает.

Вопрос о резисторе затвора MOSFET
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v