MOSFETゲートを接地するために高い値の抵抗が必要なのはなぜですか？
電気工学は初めてです。私はケンブリッジ大学の入門コースをフォローしていますが、講義者が何を言っているのか完全には明確ではありません。また、コースのこの部分は非常に時間の制約があるため、自己学習しているため、誰も相談することができません。
この図にはRGがあります。ゲートは金属酸化物層のためにMOSFETのコンデンサとして機能し、本質的に無限の入力インピーダンスを与えることを理解しています。では、ゲートをワイヤーでアースに接続してみませんか？これにより、電荷の蓄積が発生しないため、浮遊しないことが保証されます。さらに、講師は、R Gが入力インピーダンスの値を無限大から有限値に設定すると言います（したがって、アンプで使用するには適切に大きくする必要があります）が、まだ容量特性があるため、理解できません。考慮すべきMO層。また、実際のシナリオで無限抵抗が問題になる理由もわかりません。
私は同様の投稿を見つけようとしました：なぜこのMOSFETの「プルアップ」抵抗が必要なのですか？関連する点があるようです（特に、VDDとVDSだけを接続できないという考えについて）。しかし、基本的な詳細がたくさん欠けているような気がします。MOSFETのゲート抵抗についての質問によると、値の大きい抵抗は、「トランジスタが接続されていないときにトランジスタを駆動する容量結合を回避する」、「MOSFETを確認するために、ゲートからグランドに抵抗を配置するのが一般的です」。それを駆動しているものが...出力をフロートさせている場合はオフになります。そうしないと、指からの非常に小さな電流、容量結合、誘導結合、またはその他の心配したくないものがMOSFETのゲート電圧を変化させ、意図しない動作を引き起こす可能性があります。出力をフロートさせるとはどういう意味ですか？容量性駆動とは何ですか？
回答
多分あなたはこれを考えすぎています。
表示されている図は、開いているゲート信号接続があることを示しています。R gは、ゲート信号がない場合に、ゲートにソース（GND）へのDCパスがあることを確認するためのものです。お気づきのように、これは、FETゲートインピーダンスが実質的に無限であるために必要です。
R gがグランド基準のゲート信号が存在だ場合は必要ありません。
では、ゲートをワイヤーでアースに接続してみませんか？
では、どのようにオンとオフを切り替えますか？ゲートが恒久的に0Vに接続されている場合、このトランジスタに導通を指示することはできません。
David Normalは、プルダウン抵抗の値についてすでに説明しました。MOSFETゲートへの他の入力がない場合、Rgはそれが0Vにあることを保証するため、導通しません。ただし、ゲートに外部信号を印加してMOSFETをオンにすることでその影響を克服できるようにするため、そこに抵抗が必要です。
上記の引用で示唆しているように、直接ローに接続した場合、ゲートに電圧を印加すると、ゲートはすぐにグランドに短絡し、MOSFETは決してオンになりません。つまり、Rgは、ゲートを強制的にハイにするまで、ゲートを0ボルト（既知の状態）に「保持」します。間にはありません。
フローティングゲートを備えたMOSFETは、あらゆる種類の問題を引き起こす可能性があります。入力インピーダンスが非常に高いため、ゲートの電圧変動によって部分的にオンになる可能性があります。これは多くの場合、より多くの変動につながり、MOSFETが発振し始めます。これにより、明らかに回路が不規則に動作し、場合によっては、トランジスタが加熱され、永久的な損傷が発生する可能性があります。このタイプの動作の可能性を排除するために、MOSFET（または他の高インピーダンス入力）のゲートを既知の状態に保持することが重要です。
プルダウン効果に加えて、Rgは高速アプリケーションで別の目的を果たす可能性があります。MOSFETのゲートは事実上コンデンサであるため、高速でスイッチングする場合、ゲートが放電してトランジスタをオフにするのに時間がかかります。MOSFETが2n7000で、入力容量が50 pFで、回路にRgがないとします。ゲートとグランド間のインピーダンスは、たとえば50MΩである可能性があります。その場合、RC遅延はR x C = [50x10 ^（-12）] x [50x10 ^（6）] = 2.5x10 ^（-3）、つまり2.5ミリ秒になります。トランジスタを100kHz（10マイクロ秒の周期）で切り替えようとしている場合、MOSFETは十分な速度でオンまたはオフにできません。ゲートとグランドの間に接続された抵抗は、ゲート容量を大幅に速く放電し、MOSFETのオンとオフをはるかに速く切り替えることができます。
オープンコレクタプルアップ抵抗のようなトランジスタと同様に、MOSFETもゲートピンがいずれかのポイントでフローティングのままになっている場合にのみプルアップが必要です。MOSFETゲートが電源またはマイクロコントローラピンに接続されている場合、ゲートは既知の状態（ハイまたはロー）になります。また、ゲートにプルダウン抵抗Rgを設定して、MOSFETゲートを既知の状態に保つこともお勧めします。接続が緩んでいる場合は、ゲートを低電位に保つことができます。これにより、MOSFETのRds抵抗が低く保たれます。何らかの障害が発生し、ゲートがフローティングのままの場合、MOSFETのRdsが高くなり、MOSFETが栄光のヒーターに変わります。これはN型MOSFETであり、特にモーターなどの誘導性負荷を接続する場合は、抵抗Rsを必要としません。Rsは、抵抗性負荷が接続されているときに作用します。これはNタイプの一般的な方法ではありません。
要するに; 入力ソースのインピーダンスが非常に高い場合（つまりオフの場合）、R Gはゲートを放電するための電流パスを提供しますが、入力ソースが高い場合は限られた電流しか供給できません。R Gの値は、これら2つの要件の間の妥協点です。ゲートを短時間で放電するのに十分な低さ、ソースに過負荷をかけないように十分な高さ。
ドライバがオフ（ハイインピーダンス）で、他の場所へのパスがなく、入力と回路要素（この場合はゲート）を直接電圧から電気的に絶縁している場合、それらは「フロート」と呼ばれます。コンポーネントが浮くと、静電気や漂遊電界を拾い、スプリアス信号を生成したり、コンポーネントを損傷したりする可能性があります。
ゲートの静電容量は、高いAC周波数でのみ重要であるため、オン/オフスイッチング時間に影響を与えます。他の方法でDCの動作に影響を与えることはありません。
容量結合は、信号をコンデンサに通します。信号である正味のDCバイアスをブロックしますが、トランジェントの高速スイッチングを可能にします。