Không cần thiết kéo xuống điện trở trên các bóng bán dẫn BJT và FET?


16

Tôi thường thấy các điện trở kéo xuống yếu ở đế của các bóng bán dẫn NPN. Nhiều trang web điện tử thậm chí khuyên bạn nên làm những việc như vậy, thường chỉ định giá trị là một cái gì đó giống như điện trở giới hạn dòng cơ sở gấp 10 lần.

Các bóng bán dẫn lưỡng cực được điều khiển bằng dòng điện, vì vậy nếu đế bị nổi, tôi thấy không cần phải kéo nó xuống đất.

Ngoài ra, tôi thường thấy các điện trở giới hạn dòng cổng trên FET.

Chúng được điều khiển bằng điện áp và không cần phải giới hạn dòng điện cho cổng.

Có phải hai tình huống này là những ví dụ về việc mọi người nhầm lẫn giữa các quy tắc giữa các bóng bán dẫn (cần điện trở giới hạn cơ sở) và FET (cần kéo điện trở xuống) hoặc kết hợp các quy tắc hoặc một cái gì đó ...

hoặc tôi đang thiếu một cái gì đó ở đây?


2
Các bóng bán dẫn lưỡng cực thực sự không được điều khiển hiện tại. Chúng là các thiết bị điều khiển điện áp cơ bản như được minh họa bởi mô hình Ebers-Moll; hiện tại cơ sở chỉ là một sự không hoàn hảo!
Bitrex

3
@Bitrex: Các bóng bán dẫn lưỡng cực tiến hành do tiêm chất mang thiểu số vào vùng cơ sở. Chúng được "sử dụng hết" trong quá trình cho phép dẫn truyền collector-emitter, do đó cần phải tiêm nhiều hơn để tiếp tục dẫn. Tiêm liên tục của các hãng hiện tại. Bạn có thể xem xét các hiện tượng theo nhiều cách khác nhau, nhưng theo tôi nghĩ về các bóng bán dẫn lưỡng cực hoạt động trên dòng điện dường như gần nhất với vật lý và cũng hữu ích nhất để thiết kế mạch với các bóng bán dẫn này.
Olin Lathrop

Câu trả lời:


17

Những lý do trở nên rõ ràng khi bạn đang xem xét không chỉ hành vi lý tưởng của các bóng bán dẫn mà cả các yếu tố ký sinh của chúng.

Điện trở kéo xuống ở đế của BJT loại npn giúp giữ cho đế "ở mức thấp" bất cứ khi nào phần tử truyền động cho điện trở cơ sở không được kết nối hoặc ở chế độ xoắn. Nếu không có điện trở này, điện tích đi vào cơ sở thông qua điện dung giữa bộ thu và cơ sở ("điện dung Miller") có thể vẫn ở đó và bật bóng bán dẫn.

Có hai lý do phổ biến cho điện trở cổng nối tiếp trong mạch MOSFET. Một là điện trở giới hạn dòng điện lái xe và cho phép kiểm soát một số dòng sạc cổng (nghĩ về cổng như một tụ điện cần được ngắt / sạc để tắt hoặc bật MOSFET). Với một điện trở được lựa chọn cẩn thận, bạn có thể có được một số kiểm soát về thời gian chuyển đổi bật hoặc tắt của MOSFET. Đôi khi, bạn thậm chí sử dụng một điện trở được đặt song song bởi một diode và một điện trở khác để có dòng điện tích và xả khác nhau, nghĩa là có cơ hội tác động đến thời gian bật theo cách khác với thời gian tắt. Lý do thứ hai cho một điện trở cơ sở là các cuộn cảm theo dõi xung quanh MOSFET tạo thành một bể LC cộng hưởng với công suất ký sinh của MOSFET. Khi tất cả những gì bạn muốn là một sự chuyển đổi rõ ràng của điện áp cổng (dạng sóng hình chữ nhật), bạn có thể nhận được rất nhiều tiếng chuông trong thực tế. Tiếng chuông có thể nghiêm trọng đến mức MOSFET bật và tắt một vài lần trước khi giải quyết và cuối cùng tuân theo những gì người lái xe yêu cầu. Một điện trở bên trong mạch cộng hưởng LC xung quanh trình điều khiển cổng có thể làm giảm sự cộng hưởng này và đường dẫn giữa trình điều khiển và cổng là điểm dễ nhất để đặt điện trở. Đối với các mạch tín hiệu nhỏ, các điện trở này có thể không cần thiết, nhưng khi điều khiển MOSFE công suất, bạn hoàn toàn cần chúng. Một điện trở bên trong mạch cộng hưởng LC xung quanh trình điều khiển cổng có thể làm giảm sự cộng hưởng này và đường dẫn giữa trình điều khiển và cổng là điểm dễ nhất để đặt điện trở. Đối với các mạch tín hiệu nhỏ, các điện trở này có thể không cần thiết, nhưng khi điều khiển MOSFE công suất, bạn hoàn toàn cần chúng. Một điện trở bên trong mạch cộng hưởng LC xung quanh trình điều khiển cổng có thể làm giảm sự cộng hưởng này và đường dẫn giữa trình điều khiển và cổng là điểm dễ nhất để đặt điện trở. Đối với các mạch tín hiệu nhỏ, các điện trở này có thể không cần thiết, nhưng khi điều khiển MOSFE công suất, bạn hoàn toàn cần chúng.


15

Một điện trở nối tiếp trong dòng cổng của MOSFET sẽ bảo vệ trình điều khiển (vi điều khiển) khỏi các hiệu ứng chuông gây ra bởi các cuộn cảm ký sinh.

Giá trị tối ưu cho Rg phụ thuộc rất nhiều vào ứng dụng. Bạn muốn MOSFET chuyển đổi càng nhanh càng tốt để giảm thiểu tổn thất chuyển mạch, nhưng không nhanh đến mức các điện cảm và điện dung ký sinh liên quan đến bố trí pcb và bất kỳ hệ thống dây nào đến tải, sẽ gây ra hiện tượng tăng hoặc giảm điện áp di / dt. rằng giá trị tối ưu của các điều khiển Rg bật OK nhưng làm chậm quá nhiều, sau đó, cách khắc phục là đặt một diode trên Rg với cực âm của nó về phía mạch ổ đĩa. Điều này sẽ bỏ qua Rg trong khi tắt do đó tăng tốc độ tắt. Đặt một điện trở nối tiếp với diode sẽ cho phép bạn kiểm soát thời gian tắt một cách độc lập khi bật. Đọc thêm (cho tất cả các khía cạnh của chuyển đổi mosfet).

Để chuyển đổi các tải nhỏ (như 100mA) hoặc khi sử dụng chip trình điều khiển MOSFET thực, điện trở cổng có thể không cần thiết.

(Lưu ý: các liên kết này nằm trên trang kết quả G đầu tiên cho "điện trở cổng mosfet")


2
Điện trở cổng được gọi là "điện trở chống snivet" theo trang 88 của Pease, Xử lý sự cố Mạch tương tự .
đánh dấu

2
@markrages - À, Pease " RAP " cũ tốt . Tôi không biết "snivet" là gì mặc dù ...
stevenvh

3
RIP, RAP. Và RIP, Jim Williams cũng vậy. Thật buồn khi thấy họ đi.
cá ngựa vằn



11

Điện trở nối tiếp với cổng MOSFET đôi khi được yêu cầu để giảm đỉnh hiện tại khi chuyển đổi do điện dung của cổng. Mạch logic, đặc biệt. vi điều khiển chỉ cho phép tải điện dung rất thấp. Nó cũng có thể được sử dụng để giảm tốc độ quay (tốc độ chuyển mạch).
Một kéo xuống trên cổng được sử dụng để ngăn cổng nổi nếu I / O điều khiển được cấu hình làm đầu vào. Trong trường hợp này, giá trị của điện trở có thể được chọn khá lớn (1 ~ 10M ). Ω

Điện trở cơ sở trên BJT thường được kết hợp với kéo lên và sự kết hợp này được sử dụng để đặt điểm tĩnh ổn định . [ giáo viên của chúng tôi ở trường đại học, không giỏi tiếng Anh và dường như chỉ nhìn thấy từ in được phát âm là "keskent". Phải mất một lúc chúng tôi mới hiểu ý anh ấy là gì :-) ]


4

Hầu hết các bóng bán dẫn có một lượng nhỏ rò rỉ cơ sở thu; nếu không có bất kỳ sự kéo xuống nào, dòng điện này sẽ được khuếch đại bởi mức tăng của bóng bán dẫn. Trong trường hợp rò rỉ không phải là vấn đề đáng lo ngại, điện trở có thể bị bỏ qua, nhưng nếu dòng điện rò rỉ là mối lo ngại, việc thêm điện trở có thể làm giảm nó.

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.