Überflüssige Pull-Down-Widerstände an BJT- und FET-Transistoren?


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Ich sehe normalerweise schwache Pull-Down-Widerstände an der Basis von NPN-Transistoren. Viele elektronische Sites empfehlen sogar, solche Dinge zu tun. In der Regel wird der Wert auf das 10-fache des Basisstrombegrenzungswiderstands festgelegt.

Bipolartransistoren werden mit Strom betrieben. Wenn die Basis also schwebend bleibt, muss sie meiner Meinung nach nicht nach Masse gezogen werden.

Außerdem sehe ich häufig Gate-Strombegrenzungswiderstände auf FETs.

Sie sind spannungsgesteuert und es ist nicht erforderlich, die Stromzufuhr zum Gate zu begrenzen.

Sind diese beiden Situationen Beispiele für Personen, die die Regeln zwischen Transistoren (die Basisbegrenzungswiderstände benötigen) und FETs (die Pulldown-Widerstände benötigen) verwechseln oder die Regeln kombinieren oder so ...

oder fehlt mir hier etwas


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Bipolartransistoren sind wirklich nicht stromgetrieben. Es handelt sich im Grunde genommen um spannungsgesteuerte Geräte, wie das Ebers-Moll-Modell zeigt. Der Basisstrom ist nur eine Unvollkommenheit!
Bitrex

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@Bitrex: Bipolartransistoren leiten aufgrund von Minoritätsträgerinjektion in den Basisbereich. Diese werden beim Ermöglichen einer Kollektor-Emitter-Leitung "aufgebraucht", so dass mehr injiziert werden müssen, um die Leitung in Gang zu halten. Die konstante Injektion von Trägern ist aktuell. Sie können Phänomene auf verschiedene Arten betrachten, aber für mich scheint der Gedanke an Bipolartransistoren, die mit Strom arbeiten, der Physik am nächsten und auch am nützlichsten für den Entwurf von Schaltkreisen mit diesen Transistoren zu sein.
Olin Lathrop

Antworten:


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Die Gründe werden deutlich, wenn Sie nicht nur das ideale Verhalten der Transistoren, sondern auch deren parasitäre Elemente betrachten.

Der Pulldown-Widerstand an der Basis eines BJT vom npn-Typ hilft dabei, die Basis immer dann "niedrig" zu halten, wenn das Treiberelement für den Basiswiderstand nicht angeschlossen sein sollte oder sich in einem Tristate-Modus befindet. Ohne diesen Widerstand könnte Ladung, die über die Kapazität zwischen Kollektor und Basis ("Miller-Kapazität") in die Basis eintritt, dort verbleiben und den Transistor einschalten.

Es gibt zwei übliche Gründe für einen Serien-Gate-Widerstand in einer MOSFET-Schaltung. Zum einen begrenzt der Widerstand den Treiberstrom und ermöglicht eine gewisse Steuerung des Gateladestroms (stellen Sie sich das Gate als einen Kondensator vor, der entladen / geladen werden muss, um den MOSFET ein- oder auszuschalten). Mit einem sorgfältig ausgewählten Widerstand können Sie die Einschalt- oder Ausschaltübergangszeiten des MOSFET steuern. Manchmal verwenden Sie sogar einen Widerstand, der von einer Diode und einem anderen Widerstand parallel geschaltet wird, um unterschiedliche Lade- und Entladeströme zu erhalten, dh um die Einschaltzeit auf andere Weise als die Ausschaltzeit zu beeinflussen. Der zweite Grund für einen Basiswiderstand ist, dass die Leiterbahninduktivitäten um den MOSFET einen resonanten LC-Tank mit den parasitären Kapazitäten des MOSFET bilden. Wenn Sie nur einen sauberen Übergang der Gate-Spannung (rechteckige Wellenform) wünschen, klingelt es in der Realität möglicherweise stark. Das Klingeln kann so stark sein, dass der MOSFET vor dem Einschwingen ein paarmal ein- und ausschaltet und schließlich den Anforderungen des Fahrers folgt. Ein Widerstand im LC-Resonanzkreis um den Gate-Treiber kann diese Resonanz dämpfen, und der Pfad zwischen Treiber und Gate ist der einfachste Ort, an dem der Widerstand platziert werden kann. Für Kleinsignalschaltungen sind diese Widerstände möglicherweise nicht erforderlich, aber wenn Sie Leistungs-MOSFETs ansteuern, benötigen Sie sie unbedingt. Ein Widerstand im LC-Resonanzkreis um den Gate-Treiber kann diese Resonanz dämpfen, und der Pfad zwischen Treiber und Gate ist der einfachste Ort, an dem der Widerstand platziert werden kann. Für Kleinsignalschaltungen sind diese Widerstände möglicherweise nicht erforderlich, aber wenn Sie Leistungs-MOSFETs ansteuern, benötigen Sie sie unbedingt. Ein Widerstand im LC-Resonanzkreis um den Gate-Treiber kann diese Resonanz dämpfen, und der Pfad zwischen Treiber und Gate ist der einfachste Ort, an dem der Widerstand platziert werden kann. Für Kleinsignalschaltungen sind diese Widerstände möglicherweise nicht erforderlich, aber wenn Sie Leistungs-MOSFETs ansteuern, benötigen Sie sie unbedingt.


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Ein Vorwiderstand in der Gateleitung eines MOSFET schützt den Treiber (Mikrocontroller) vor Klingeleffekten durch parasitäre Induktivitäten.

Der optimale Wert für Rg ist sehr anwendungsabhängig. Sie möchten, dass der MOSFET so schnell wie möglich schaltet, um die Schaltverluste zu minimieren, aber nicht so schnell, dass parasitäre Induktivitäten und Kapazitäten, die mit dem Leiterplattenlayout und der Verdrahtung einer Last zusammenhängen, Spannungsspitzen oder -schwankungen verursachen Wenn ein optimierter Wert der Rg-Steuerungen OK einschaltet, aber das Ausschalten zu stark verlangsamt, ist es ein Fix, eine Diode über Rg mit ihrer Kathode in Richtung der Gate-Ansteuerschaltung zu platzieren. Dies umgeht Rg während des Ausschaltens, wodurch das Ausschalten beschleunigt wird. Wenn Sie einen Widerstand in Reihe mit der Diode schalten, können Sie die Ausschaltzeit unabhängig vom Einschalten steuern. Weiterführende Literatur (zu allen Aspekten des Mosfet-Schaltens).

Zum Schalten kleiner Lasten (wie 100 mA) oder bei Verwendung eines echten MOSFET-Treiberchips wird der Gatewiderstand wahrscheinlich nicht benötigt.

(Hinweis: Diese Links befanden sich auf der ersten G-Ergebnisseite für "Mosfet-Gate-Widerstand".)


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Der Gate-Widerstand wird gemäß Seite 88 von Pease, Troubleshooting Analog Circuits, als "Anti-Snivet-Widerstand" bezeichnet .
Markrages

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@markrages - Ah, guter alter Bob " RAP " Pease. Ich habe keine Ahnung, was ein "Snivet" ist ...
Stevenvh

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RIP, RAP. Und RIP, Jim Williams auch. Wie traurig, sie gehen zu sehen.
Zebonaut



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Ω

Der Basiswiderstand des BJT wird häufig mit einem Pull-up kombiniert und diese Kombination wird verwendet, um einen stabilen Ruhepunkt einzustellen . [ Unser Lehrer am College, der nicht sehr gut Englisch kann und anscheinend nur das Wort in gedruckter Form als "keskent" ausgesprochen hat. Wir haben eine Weile gebraucht, um zu verstehen, was er meinte :-) ]


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Die meisten Transistoren weisen eine geringe Menge an Kollektorbasisleckage auf; Wenn kein Pulldown vorliegt, wird dieser Strom durch die Verstärkung des Transistors verstärkt. In Situationen, in denen Leckströme keine Rolle spielen, kann der Widerstand weggelassen werden. Wenn jedoch Leckströme eine Rolle spielen, kann dies durch Hinzufügen des Widerstands verringert werden.

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