柵極浮空,顧名思義,就是 MOS 管的柵極不與任何電極相連,處于懸浮狀態(tài)。在這種狀態(tài)下,柵極電壓為零,MOS 管的導通特性會(huì )發(fā)生變化(當 Vg(柵極電壓)輸入高電平時(shí),N 管會(huì )導通,使得 P 管的柵極為低,從而讓 P 管的 DS(漏源)導通。相反,當 Vg 為高阻態(tài)時(shí),Vout(輸出電壓)輸入不定,檢查發(fā)現 P 管的柵極電壓變化不定)
但是,并非所有 MOS 管的柵極都不能浮空,這要取決于具體的應用場(chǎng)景和需求。
MOS管的柵極不能浮空
MOS管經(jīng)常用于電路的開(kāi)關(guān)控制,通過(guò)改變柵極(gate)的電壓來(lái)使漏級(drain)和源級(source)導通或截斷。下面就是一個(gè)常見(jiàn)的開(kāi)關(guān)電路。
Vg輸入高時(shí),N管會(huì )導通,使得P管的柵極為低,P管的DS導通。
一次發(fā)現奇怪的現象,Vg為高阻態(tài)時(shí),Vout輸入不定,檢查發(fā)現P管的柵極電壓變化不定。仔細檢查發(fā)現R2虛焊,從而導致了N管的柵極浮空,把R2焊好,問(wèn)題解決。
因此,MOS管的柵極不能浮空。P管應該有一個(gè)上拉電阻,對應的,N管應該有一個(gè)下拉電阻。
MOS管柵極浮空現象的影響
1.影響 MOS 管的開(kāi)關(guān)速度:增加 MOS 管的輸入電容,降低其開(kāi)關(guān)速度。
2.增加功耗:MOS 管的漏極和源極之間的電流受到干擾,導致器件功耗增加。
3.影響信號傳輸質(zhì)量:柵極浮空可能導致信號傳輸受到干擾,降低信號的質(zhì)量。
4.觸發(fā)誤動(dòng)作:可能導致 MOS 管在不應該導通的時(shí)候誤觸發(fā),影響電路的穩定性。
MOS 管柵極浮空現象的解決方法:
1.增加保護電阻:為了防止靜電干擾對 MOS 管柵極產(chǎn)生影響,可以在 MOS 管的柵極與電源之間串聯(lián)一個(gè)保護電阻。這樣,當靜電干擾產(chǎn)生時(shí),保護電阻可以將大部分干擾電流導向地,保證 MOS 管柵極電壓的穩定。
2.低寄生電容影響:為了減小寄生電容對 MOS 管柵極電壓的影響,可以采用以下方法:
a. 選擇具有較低寄生電容的 MOS 管;
b. 減小 MOS 管的尺寸;
c. 將 MOS 管的源極與地之間接一個(gè)電容,以減小寄生電容的影響。
3.優(yōu)化接地處理:在電路設計中,應保證接地系統的穩定性,采用單點(diǎn)接地方式,并確保接地電阻足夠小。此外,可以采用屏蔽技術(shù),將 MOS 管隔離于干擾源之外,減小電磁干擾對柵極電壓的影響。
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