MOS管栅极电阻为什么多数用几十Ω？

不知道大家有没有注意到，在一些mos管开关控制电路中，我们经常可以看到有些设计会在栅极串联一个小电阻。相信很多朋友对此知道一些，当然相当一部分可能没仔细研究过。那么今天我们就通过仿真实验来探究下这个问题，本文主要回答两个问题：1、mos管栅极为什么串联电阻？2、如何选择mos管栅极串联电阻阻值？

RLC震荡原理

在开始之前，我们先来了解下RLC震荡的原理，有助于我们后面理解。我们知道在电子元器件中，电容与电感属于能量消耗器件。那么当我们将电容、电感串联在电路中时，为了维持能量守恒，储存在电路中的能量会在电容电感中互相转换，这个转化的频率通常我们称之为特征频率。这个特征频率我们可以通过理论计算得出。有时候我们也会把电阻与电感电容串联到一起，因为电感本身属于耗能器件，因此我们将电阻在RLC串联电路中扮演的角色称为阻尼，其作用就是消耗能量。

如下图1所示就是最简单的RLC串联电路模型，其中左边的电源用来驱动RLC电路。 

图1 RLC串联电路模型

 通过理论分析，我们可以知道：

，系统处于过阻尼状态；

，系统处于临界阻尼状态；

，系统处于欠阻尼状态；

图2 RLC谐振串联电路图，其中V2为驱动源

图3 R1在不同阻值下电容两端的波形

图4 mos管开关驱动电路

1、MOS管栅极为什么串联电阻？

在MOS管的驱动电路中，由于布线原因，驱动路径上会存在着各种分布电感L，他们与MOSFET的杂散电容会形成谐振电路。

在MOS管的栅极串联电阻Rg，可以增大MOS管驱动回路中的损耗，降低谐振回路的Q值，减少MOSFET开关过程中产生震荡波形，驱动信号震荡这不仅会增加MOSFET开关损耗，如果震荡过大，还会引起MOS管的误动作，如下图5的蓝色曲线电压跟随栅极驱动信号不停震荡。

2、如何选择mos管栅极串联电阻阻值？

为了避免栅极驱动震荡，我们通常会选取合适的串联电阻，从而使得驱动回路恰好处在临界阻尼状态，此时MOS管驱动信号处在小的震荡和快速开关状态的折中。需要注意的是，Rg取值与MOSFET驱动回路的分布电感和它的杂散电容有关。因此它不是一个固定值，需要根据具体应用电路来确定。

一般的选取原则：

，系统处于过阻尼状态；

，系统处于临界阻尼状态；

，系统处于欠阻尼状态；

下图5所示是栅极电阻为2Ω时的仿真波形（三个波形的具体测量点可以参考图4）

图5 Rg=2Ω时栅极的驱动波形

下图6所示是栅极电阻为10Ω时的仿真波形。

图6 Rg=10Ω时栅极的驱动波形

下图7所示是栅极电阻为20Ω时的仿真波形

图7 Rg=20Ω时栅极的驱动波形