MOSFET 게이트를 접지하는 데 높은 값의 저항이 필요한 이유는 무엇입니까?
전기 공학이 처음입니다. 나는 캠브리지 대학 입문 과정을 따르고 있지만 강사가 말하는 내용에 대해 완전히 명확하지 않으며 엄청난 시간 제약으로 과정 의이 부분을 스스로 가르치고 있기 때문에 상담 할 사람이 없습니다.
여기 다이어그램에는 R G가 있습니다. 나는 게이트가 본질적으로 무한한 입력 임피던스를 제공하는 금속 산화물 층으로 인해 MOSFET에서 커패시터 역할을한다는 것을 이해합니다. 그렇다면 왜 게이트를 전선으로 접지에 연결하지 않습니까? 이렇게하면 전하 축적이 발생하지 않으므로 플로팅되지 않습니다. 또한 강사는 R G 가 입력 임피던스 값을 무한에서 유한 값으로 설정 한다고 말합니다 (따라서 증폭기에서 사용하기에 적합하게 커야 함). 고려할 MO 레이어입니다. 나는 또한 실제 시나리오에서 무한 저항이 왜 문제인지 이해하지 못한다.
비슷한 게시물을 찾으려고했습니다. 이 MOSFET의 "풀업"저항이 필요한 이유는 무엇입니까? 관련 포인트가있는 것 같습니다 (특히 V DD 및 V DS를 연결할 수 없다는 생각 ). 그러나 기본적인 세부 사항이 많이 누락 된 것 같습니다. MOSFET 게이트 저항에 대한 질문은 고값 저항이 '그렇지 않으면 트랜지스터가 연결되지 않은 경우 트랜지스터를 구동하는 용량 성 결합을 방지합니다'라고 말합니다. '저항을 게이트에서 접지로 배치하는 것이 일반적입니다. 그것을 구동하는 것이 ... 출력을 플로팅하는 것이라면 꺼질 것입니다. 그렇지 않으면 손가락, 용량 성 결합, 유도 성 결합 또는 기타 걱정하지 않는 것의 매우 작은 전류가 MOSFET의 게이트 전압을 변경하여 의도하지 않은 동작을 초래할 수 있습니다. 출력이 떠오르게한다는 것은 무엇을 의미하며 용량 성 구동이란 무엇입니까?
답변
아마도 당신은 이것을 지나치게 생각하고있을 것입니다.
표시된 다이어그램은 열린 게이트 신호 연결이 있음을 의미합니다. R의 g는 게이트가 소스 (GND)에 DC 경로가 있는지 확인하는 게이트 신호의 부재를 . 언급했듯이 이것은 FET 게이트 임피던스가 사실상 무한하기 때문에 필요합니다.
R g는 접지 기준 게이트 신호 존재가 있다면 필요하지 않다.
그렇다면 왜 게이트를 전선으로 접지에 연결하지 않습니까?
그러면 어떻게 켜고 끌 수 있습니까? 게이트가 0V에 영구적으로 연결되어 있으면이 트랜지스터에 전도를 지시 할 수 없습니다.
David Normal은 이미 풀다운 저항의 값에 대해 논의했습니다. MOSFET 게이트에 다른 입력이없는 경우 Rg는 0V에 위치하므로 전도되지 않습니다. 그러나 MOSFET이 켜지도록 외부 신호를 게이트에 적용하여 그 효과를 극복 할 수 있기를 원하기 때문에 저항이 필요합니다.
위의 인용문에서 제안한 것처럼 직접 낮게 연결하면 게이트에 전압을 적용하면 즉시 접지로 단락되고 MOSFET이 켜지지 않습니다. 요컨대, Rg는 게이트를 높게 강제 할 때까지 0 볼트 (알려진 상태)에서 게이트를 "유지"합니다. 중간이 없습니다.
플로팅 게이트가있는 MOSFET은 모든 종류의 문제를 일으킬 수 있습니다. 입력 임피던스가 너무 높기 때문에 게이트의 전압 변동으로 인해 게이트가 부분적으로 켜질 수 있습니다. 이로 인해 종종 더 많은 변동이 발생하고 MOSFET이 진동하기 시작합니다. 이로 인해 회로가 비정상적으로 작동하고 경우에 따라 트랜지스터가 가열되고 잠재적으로 영구적 인 손상이 발생할 수 있습니다. 이러한 유형의 동작의 가능성을 제거하려면 MOSFET (또는 기타 고 임피던스 입력)의 게이트를 알려진 상태로 유지하는 것이 중요합니다.
풀다운 효과 외에도 Rg는 고속 응용 분야에서 또 다른 용도로 사용될 수 있습니다. MOSFET의 게이트는 사실상 커패시터이기 때문에 고속으로 스위칭하는 경우 게이트가 방전되고 트랜지스터를 끄는 데 시간이 걸립니다. MOSFET이 입력 커패시턴스가 50pF이고 회로에 Rg가없는 2n7000이라고 가정합니다. 게이트와 접지 사이의 임피던스는 예를 들어 50MΩ이 될 수 있습니다. RC 지연은 R x C = [50x10 ^ (-12)] x [50x10 ^ (6)] = 2.5x10 ^ (-3) 또는 2.5 밀리 초가됩니다. 트랜지스터를 100kHz (10 마이크로 초주기)로 전환하려고하면 MOSFET이 충분히 빠르게 켜지거나 꺼질 수 없습니다. 게이트와 접지 사이에 연결된 저항은 게이트 커패시턴스를 훨씬 더 빠르게 방전시켜 MOSFET을 훨씬 빠르게 켜고 끌 수 있습니다.
오픈 콜렉터 풀업 저항과 같은 트랜지스터와 마찬가지로 MOSFET은 게이트 핀이 어느 지점에서든 부동 상태로 남아있는 경우에만 풀업이 필요합니다. MOSFET 게이트가 전원 또는 마이크로 컨트롤러 핀에 연결되면 게이트는 알려진 상태 (높음 또는 낮음)를 갖게됩니다. MOSFET 게이트를 알려진 상태로 유지하기 위해 게이트에 풀다운 저항 Rg가있는 것도 좋은 생각입니다. 연결이 느슨한 경우 게이트를 낮은 전위로 유지할 수 있습니다. 이것은 MOSFET의 Rds 저항을 낮게 유지합니다. 오류가 발생하고 게이트가 부동 상태로 남아 있으면 MOSFET의 Rds가 높아지고 MOSFET이 영광스러운 히터로 바뀝니다. 이것은 N- 타입 MOSFET이며, 특히 모터와 같은 유도 성 부하를 연결할 때 저항 Rs가 필요하지 않습니다. Rs는 저항성 부하가 연결될 때 작동합니다. 이것은 N 유형의 일반적인 관행이 아닙니다.
간단히 말해서 입력 소스의 임피던스가 매우 높으면 (즉, 꺼짐) R G 는 게이트를 방전하기위한 전류 경로를 제공하고 입력 소스가 높으면 제한된 전류 만 공급할 수 있습니다. R G 의 가치는 이 두 가지 요구 사항 사이의 절충안입니다. 짧은 시간에 게이트를 방전시킬 수있을만큼 낮고 소스에 과부하가 걸리지 않을만큼 높음.
드라이버가 꺼져 있고 (고 임피던스) 다른 곳으로가는 경로가없는 경우 입력 및 회로 요소 (이 경우 게이트)를 직류 전압으로부터 전기적으로 분리하면 "부동"이라고합니다. 구성 요소가 떠오르면 정전기 또는 표 유장을 포착하여 가짜 신호를 생성하거나 구성 요소를 손상시킬 수 있습니다.
게이트의 커패시턴스는 높은 AC 주파수에서만 중요하므로 켜기 / 끄기 스위칭 시간에 영향을줍니다. 다른 방식으로는 DC 동작에 영향을주지 않습니다.
용량 성 결합은 신호를 커패시터를 통해 전달합니다. 순 DC 바이어스 (신호)를 차단하지만 빠른 스위칭 과도 전류를 허용합니다.