三极管和MOS管下拉电阻的设计

关于三极管

简单讲解一下三极管，如果三极管工作在饱和区(完全导通)，Rce≈0，Vce≈0.3V，且这个0.3V，我们就认为它直接接地了。那么就需要让Ib大于等于1mA，若Ib=1mA, Ic=100mA，它的放大倍数β=100，三极管完全导通。如下图，是一个NPN三极管。三极管基础知识参考文章：四句口诀，玩转三极管! 三极管属于电流型驱动元器件，因此一般在基极都会串一个限流电阻，一般小于等于10K，但是在基极为什么会下拉一个电阻呢?举例说明。如下图，是温度开关控制马达电路图。

如图是温度开关控制马达转和停，温度开关相当于一个按键开关。在B极串个开关，N管就能够做个开关管使用。图中马达是一个直流有刷马达，只要正极接通12V，负极接地，马达就开始转。 当温度开关导通，回路I流过的电流的为

三极管CE完全导通，Vce » 0.3V，这时候，马达两端的电压压降接近 12V,它就能够转动，因为三极管be的导通后阻抗远远小于2K电阻R2，所以电流大部分流过三极管;当温度开关断开，ib 就没有电流，ic 也没有电流。 由于温度开关在关断的瞬间，三级管ib、ic上的电流并不能够一下子降到零，而是慢慢降到零，这是制造工艺必然存在的，在这段时间，三极管是工作在放大区，是最容易受到干扰。因此需要接个下拉电阻R2，这个电阻一是给三极管提供了个放电回路，二是为点A提供一个能量分散的通路。放电回路怎么理解? 如下图三极管寄生电容，三极管实际工艺制造模型，三极管BE、BC、CE之间分别有电容C1、C2、C3。这三个电容的存在一方面是我们不需要的，另一方面，又是工艺中无法避免克服的，是制造工艺过程中必然存在的现象。我们把这种电容一般称之为杂散电容，或者说是寄生电容。 由于有电容的存在，三极管势必有延时。当ib没有电流时，电容C1开始放电，形成回路I，这个时候B点的电压从0.7V降到0V，工作在放大区，最容易受到干扰，在C1两端加个电阻R2，电容上的电一部分就会从电阻R2上释放掉，并且电阻阻值越小，电容放电越快。因此，电阻R2给电容提供了一个通路释放电荷，大大减短了三极管工作在放大区的时间。

给能量提供一个分散通路怎么理解? 为什么说电阻 R2 为点A提供了一个能量分散通路。如图2所示，温度开关断开时，此时点A是悬空的，A点电压不确定，为高阻态(阻抗无穷大)，容易出现误导通的现象，而且也容易受到周围环境干扰，比如静电、雷击等使器件永久损坏。 当使用环境出现雷击，高压静电等情况，在点A下拉一个电阻接到地，大部分电流就会顺着电阻流入地，给能量提供一个分散通路。如果没有接这个电阻，当发生雷击时，由于A点左边阻抗无穷大，A点右边接三极管，阻抗相对左边来说是很低的，因此电流会全部往阻抗低的方向跑，流入三极管，造成电流过大，使器件永久性损坏。关于MOS管 由于篇幅限制，关于MOS管基础知识，移步此处：MOS管基本认识。下拉电阻的作用有两个：

防止在静电作用下，电荷没有释放回路，容易引起静电击穿

MOS管在开关状态工作时，就是不断的给Cgs充放电，当断开电源时，Cgs内部可能储存有一部分电荷，但是没有释放回路，MOS管栅极电场仍然存在且能保持很长时间，建立导电沟道的条件没有消失。在下次开机时，在导电沟道的作用下，MOS管立即产生不受控的巨大漏极电流Id，引起MOS管烧坏

三极管和MOS管介绍三极管和MOS管是两种较为常用的半导体元器件，它们都是只有三个引脚。三极管有NPN和PNP型，三个电极分别为：基极B、集电极C，发射极E;MOS管有漏极D、源极S、栅极G三个电极，其中中间的箭头表示衬底，如果箭头向里表示是N沟道的MOS管，箭头向外表示是P沟道的MOS管。

三极管一般应用于开关电路、信号放大电路、电平转换电路等，而MOS管多用于放大电路、开关电路，有时候两者可以起到同样的效果，例如在小负载的开关电路当中。

二、三极管与MOS管加下拉电阻作用1、对于三极管

三极管属于电流型驱动元器件，因此一般在基极都会串一个限流电阻，一般小于10K，比较典型值有3.3K、4.7K、5.1K、6.8K等，但是在基极为什么会下拉一个电阻呢?

如下图是三极管8050开关电路，当I/O口输出高电平时候三极管才会导通，输入低电平时候三极管不会导通，但是基极B这里有一个68K的下拉电阻，也就是说如果I/O口没有输出高电平时候，基极一直会被拉低，也就是说处于截止状态，如果没有这个电阻，电路有可能处于不稳定状态，特别是在一上电瞬间初始化，很容易产生噪声，容易引起三极管误动作，特别是对于一些通用的输入/输出口，因此这个电阻其实是偏置电阻，使得没有驱动信号时候基极被拉低，使得电路更加可靠。

虽然加下拉可以使得电路更加可靠，但是这个电阻不能过大也不能过小，太大的话会使得基极的电流不足以驱动三极管，过小的话会导致偏置电压小于三极管d导通电压，一般这个电阻不大于100K。

有时候我们会看见在这个电阻会并联一个电容，其实这一般在高速信号开关电路会这样设计，加一个电容可以使得性能提高。如下图所示

三、对于MOS管与三极管不同的是，MOS管属于压控型元器件，也就是由电压来驱动，我们都知道，MOS管两两引脚之间存在寄生电容，其实MOS管导通的实质就是电容的充放电作用，因此对于N型MOS管，当Vgs大于一定的值时候就会导通，而对于P型的MOS管，当Vgs小于一定的时候值就会导通。

因此，由于三个引脚彼此之间存在电容效应，在MOS管不断关断时候，寄生电容电压可以得到适当的放电，这类似于泄放电阻的作用，对于MOS管来说是一种保护。