三極管和MOS管下拉電阻的作用

關于三極管

簡單講解一下三極管，如果三極管工作在飽和區（完全導通），Rce≈0，Vce≈0.3V，且這個0.3V，我們就認為它直接接地了。那么就需要讓Ib大于等于1mA，若Ib=1mA, Ic=100mA，它的放大倍數β=100，三極管完全導通。

圖1 NPN三極管

三極管屬于電流型驅動元器件，因此一般在基極都會串一個限流電阻，一般小于等于10K，但是在基極為什么會下拉一個電阻呢？舉例說明。

圖2 溫度開關控制馬達電路

如圖是溫度開關控制馬達轉和停，溫度開關相當于一個按鍵開關。在B極串個開關，N管就能夠做個開關管使用。圖中馬達是一個直流有刷馬達，只要正極接通12V，負極接地，馬達就開始轉。

當溫度開關導通，回路I流過的電流的為

三極管CE完全導通，Vce ? 0.3V，這時候，馬達兩端的電壓壓降接近 12V,它就能夠轉動，因為三極管be的導通后阻抗遠遠小于2K電阻R2，所以電流大部分流過三極管；當溫度開關斷開，ib 就沒有電流，ic 也沒有電流。

由于溫度開關在關斷的瞬間，三級管ib、ic上的電流并不能夠一下子降到零，而是慢慢降到零，這是制造工藝必然存在的，在這段時間，三極管是工作在放大區，是最容易受到干擾。因此需要接個下拉電阻R2，這個電阻一是給三極管提供了個放電回路，二是為點A提供一個能量分散的通路。

放電回路怎么理解？

如下圖，三極管實際工藝制造模型，三極管BE、BC、CE之間分別有電容C1、C2、C3。這三個電容的存在一方面是我們不需要的，另一方面，又是工藝中無法避免克服的，是制造工藝過程中必然存在的現象。我們把這種電容一般稱之為雜散電容，或者說是寄生電容。

由于有電容的存在，三極管勢必有延時。當ib沒有電流時，電容C1開始放電，形成回路I，這個時候B點的電壓從0.7V降到0V，工作在放大區，最容易受到干擾，在C1兩端加個電阻R2，電容上的電一部分就會從電阻R2上釋放掉，并且電阻阻值越小，電容放電越快。因此，電阻R2給電容提供了一個通路釋放電荷，大大減短了三極管工作在放大區的時間。

圖3 三極管寄生電容

給能量提供一個分散通路怎么理解？

為什么說電阻 R2 為點A提供了一個能量分散通路。如圖2所示，溫度開關斷開時，此時點A是懸空的，A點電壓不確定，為高阻態（阻抗無窮大），容易出現誤導通的現象，而且也容易受到周圍環境干擾，比如靜電、雷擊等使器件永久損壞。

當使用環境出現雷擊，高壓靜電等情況，在點A下拉一個電阻接到地，大部分電流就會順著電阻流入地，給能量提供一個分散通路。如果沒有接這個電阻，當發生雷擊時，由于A點左邊阻抗無窮大，A點右邊接三極管，阻抗相對左邊來說是很低的，因此電流會全部往阻抗低的方向跑，流入三極管，造成電流過大，使器件永久性損壞。

關于MOS管

具體可以看我之前的文章《MOS管充放電原理》，介紹的比較詳細。

下拉電阻的作用有兩個：

A. 防止在靜電作用下，電荷沒有釋放回路，容易引起靜電擊穿；

B. MOS管在開關狀態工作時，就是不斷的給Cgs充放電，當斷開電源時，Cgs內部可能儲存有一部分電荷，但是沒有釋放回路，MOS管柵極電場仍然存在且能保持很長時間，建立導電溝道的條件沒有消失。在下次開機時，在導電溝道的作用下，MOS管立即產生不受控的巨大漏極電流Id，引起MOS管燒壞。