解密mos管柵極前面為什麼一般會放一個電阻

我們知道，mos管是電壓控制器件，與雙極性三極管不同的是，mos管的導通只需要控制柵極的電壓超過其開啟閾值電壓即可，不需要柵極電流。所以本質上，MOS管柵極上無需串聯任何電阻。

對於普通的雙極性三極管，它是電流控制器件。它的基極串聯電阻是為了了限制基極電流的大小，否則對於驅動信號源來說，三極管的基極對地之間就等效成一個二極體，會對前面驅動電路造成影響。

而MOS管，由於它的柵極相對於漏極和源極是絕緣的，所以柵極上無需串聯電阻進行限流。

相反，考慮到MOS管柵極存在的寄生電容，為了加快MOS管導通和截止的速度，降低MOS管在導通和截止過程中的損耗，它的柵極上的等效電阻應該越小越好。

可是很多實際MOS管電路中，在MOS管柵極上所串聯的電阻幾乎無處不在，似乎大家都忘記了，這個電阻存在會延長MOS導通和截止的時間，增加無謂的損耗。

那為什麼有些電路上還要在MOS管的柵極前放這個電阻呢，它到底有什麼作用？

首先要明確一個概念，模擬電路不是軟體編程、非0即1，而是一個連續變化的過程。無論是電容上的電壓還是電感上的電流，都不能突變，否則將產生災難性的後果。上跳沿和下降沿並不是越陡峭越好，有時候在設計中甚至故意添加一些電阻讓上升下降沿變得平緩以保護元器件。

上面這個電路中，電阻R17有三個作用，其一是防止震盪，其二是減小柵極充電峰值電流，其三是保護後面MOS管D-S極不被擊穿。

先來看第一點，一般單片機的I/O輸出口都會帶點雜散電感，在電壓突變的情況下可能和柵極電容形成LC振盪，當它們之間串上R17後，可增大阻尼而減小振盪效果。

第二，當柵極電壓拉高時，首先會對柵極電容充電，充電峰值電流會超過了單片機的 I/O 輸出能力，串上 R17 後可放慢充電時間而減小柵極充電電流。

第三，當柵極關斷時，MOS管的D-S極從導通狀態變為截止狀態時，漏源極電壓VDS會迅速增加，如果過大，就會擊穿器件，所以添加R17可以讓柵極電容慢慢放電，而不至於使器件擊穿。
那這個電阻需要多大值的呢？

這個一般需要根據實際的情況來確定，但我們可以根據下麵的實驗來大致判斷取值大小的影響。

下麵電路中的MOS管柵極串聯有電阻R3，它的漏極負載是一個電感負載，同時還包括有線路分佈電感。

實驗中，對R3分別取1歐姆、10歐姆、50歐姆進行仿真實驗。當R3為1歐姆的時候，可以看到在輸出電壓Vds上有高頻震盪信號。

當R3增加到10歐姆的時候，輸出Vds的高頻震盪信號明顯被衰減了。

當R3增加到50歐姆的的時候，Vds的上升沿變得比較緩慢了。在它的柵極電壓上，也明顯出現因為漏極-柵極之間的米勒電容效應所引起的臺階。此時對應的MOS管的功耗就大大增加了。

由上面的實驗結果來看，在MOS管柵極上所串聯的電阻需要根據具體的MOS管和電路分佈雜散電感來確定，如果它的取值小了，就會引起輸出振鈴，如果大了就會增加MOS管的開關過渡時間，從而增加功耗。