Resistor pull-down yang tidak perlu pada transistor BJT dan FET?

16

Saya biasanya melihat resistor pull down yang lemah di dasar transistor NPN. Banyak situs elektronik bahkan merekomendasikan melakukan hal-hal seperti itu, biasanya menentukan nilai sebagai sesuatu seperti 10x resistor pembatas arus basis.

Transistor bipolar digerakkan oleh arus, jadi jika pangkalan dibiarkan mengambang, saya tidak perlu menariknya ke tanah.

Juga, saya biasanya melihat gerbang membatasi resistor saat ini pada FET.

Mereka didorong tegangan dan tidak perlu membatasi arus memberi makan gerbang.

Apakah dua situasi ini contoh orang yang mengacaukan aturan antara transistor (yang memerlukan basis yang membatasi resistor) dan FET (yang perlu menarik turun resistor) atau menggabungkan aturan atau sesuatu ...

atau saya kehilangan sesuatu di sini?

bt2
sumber
2
Transistor bipolar sebenarnya tidak digerakkan oleh arus. Mereka pada dasarnya adalah perangkat yang dikendalikan tegangan seperti yang diilustrasikan oleh model Ebers-Moll; arus basis hanya ketidaksempurnaan!
Bitrex
3
@ Bitex: Transistor bipolar melakukan karena injeksi pembawa minoritas ke wilayah pangkalan. Ini adalah "habis" dalam proses memungkinkan konduksi kolektor-emitor, sehingga lebih banyak perlu disuntikkan untuk menjaga konduksi tetap berjalan. Injeksi konstan operator adalah saat ini. Anda dapat melihat fenomena segala macam cara yang berbeda, tetapi bagi saya berpikir tentang transistor bipolar yang beroperasi saat ini tampaknya paling dekat dengan fisika dan juga yang paling berguna untuk merancang sirkuit dengan transistor ini.
Olin Lathrop

Jawaban:

17

Alasannya menjadi jelas ketika Anda mempertimbangkan tidak hanya perilaku ideal transistor tetapi juga elemen parasit mereka.

Resistor pull-down pada basis BJT tipe-npn membantu menjaga basis "rendah" setiap kali elemen penggerak untuk resistor basis harus tidak terhubung atau dalam mode tristate. Tanpa resistor ini, muatan memasuki pangkalan melalui kapasitansi antara kolektor dan pangkalan ("kapasitansi Miller") dapat tetap ada dan menghidupkan transistor.

Ada dua alasan umum untuk resistor gerbang seri di sirkuit MOSFET. Salah satunya adalah bahwa resistor membatasi arus mengemudi dan memungkinkan untuk beberapa kontrol dari arus muatan gerbang (anggap gerbang sebagai kapasitor yang perlu dilepaskan / diisi untuk mematikan atau mengaktifkan MOSFET). Dengan resistor yang dipilih dengan hati-hati, Anda bisa mendapatkan kontrol atas waktu transisi untuk menghidupkan atau mematikan MOSFET. Kadang-kadang, Anda bahkan menggunakan resistor yang diparalelkan dengan dioda dan resistor lain untuk memiliki arus pengisian dan pengosongan yang berbeda, yaitu kesempatan untuk memengaruhi waktu menghidupkan dengan cara yang berbeda dari waktu mematikan. Alasan kedua untuk resistor dasar adalah bahwa jejak induktansi di sekitar MOSFET membentuk tangki LC resonan dengan kapasitansi parasit MOSFET. Ketika semua yang Anda inginkan adalah transisi yang bersih dari tegangan gerbang (bentuk gelombang persegi panjang), Anda mungkin mendapatkan banyak dering pada kenyataannya. Dering mungkin sangat parah sehingga MOSFET menyala dan mati beberapa kali sebelum menyelesaikan dan akhirnya mematuhi apa yang diminta pengemudi. Sebuah resistor di dalam rangkaian resonansi LC di sekitar driver gate mampu meredam resonansi ini dan jalur antara driver dan gate adalah tempat termudah untuk meletakkan resistor. Untuk sirkuit sinyal kecil, resistor ini mungkin tidak diperlukan, tetapi saat menggerakkan MOSFET daya, Anda benar-benar membutuhkannya. Sebuah resistor di dalam rangkaian resonansi LC di sekitar driver gate mampu meredam resonansi ini dan jalur antara driver dan gate adalah tempat termudah untuk meletakkan resistor. Untuk sirkuit sinyal kecil, resistor ini mungkin tidak diperlukan, tetapi saat menggerakkan MOSFET daya, Anda benar-benar membutuhkannya. Sebuah resistor di dalam rangkaian resonansi LC di sekitar driver gate mampu meredam resonansi ini dan jalur antara driver dan gate adalah tempat termudah untuk meletakkan resistor. Untuk sirkuit sinyal kecil, resistor ini mungkin tidak diperlukan, tetapi saat menggerakkan MOSFET daya, Anda benar-benar membutuhkannya.

zebonaut
sumber
15

Sebuah resistor seri di garis gerbang MOSFET akan melindungi pengemudi (mikrokontroler) dari efek dering yang disebabkan oleh induktansi parasit.

Nilai optimal untuk Rg sangat bergantung pada aplikasi. Anda ingin MOSFET untuk beralih secepat mungkin untuk meminimalkan kerugian switching, tetapi tidak begitu cepat sehingga induktansi dan kapasitansi parasit yang terkait dengan tata letak PCB dan kabel apa pun untuk beban, akan menyebabkan lonjakan atau dering tegangan / dt tegangan tinggi. Jika Anda menemukan bahwa nilai yang dioptimalkan dari kontrol Rg diaktifkan OK tetapi memperlambat terlalu banyak mematikan, maka perbaikan adalah menempatkan dioda melintasi Rg dengan katoda menuju sirkuit drive gerbang. Ini akan memotong Rg selama mematikan sehingga mempercepat mematikan. Menempatkan resistor secara seri dengan dioda akan memungkinkan Anda untuk mengontrol waktu mematikan secara mandiri. Bacaan lebih lanjut (untuk semua aspek perpindahan MOSFET).

Untuk beralih beban kecil (seperti 100mA), atau ketika chip driver MOSFET nyata digunakan, resistor gerbang mungkin tidak diperlukan.

(Catatan: tautan ini ada di halaman hasil G pertama untuk "mosfet gate resistor")

Wouter van Ooijen
sumber
2
Gerbang resistor dikenal sebagai "anti-snivet resistor" menurut halaman 88 dari Pease, Troubleshooting Analog Circuits .
markrage
2
@markrages - Ah, Bob " RAP " Bob yang baik . Saya tidak tahu apa itu "snivet" ...
stevenvh
3
RIP, RAP. Dan RIP, Jim Williams juga. Sedih melihat mereka pergi.
zebonaut
@stevenvh Snivet dkk di sini :-) - eenewsanalog.com/news/electronic-slang-old-and-young-0/page/0/4
Russell McMahon
@markrages Snivet dkk di sini :-) - eenewsanalog.com/news/electronic-slang-old-and-young-0/page/0/4
Russell McMahon
11

Resistor seri ke gerbang MOSFET kadang-kadang diperlukan untuk mengurangi puncak arus saat beralih karena kapasitansi gerbang. Sirkuit logika, esp. mikrokontroler hanya memungkinkan untuk beban kapasitif yang sangat rendah. Itu juga dapat digunakan untuk mengurangi laju perubahan tegangan (kecepatan switching).
Pull-down pada gerbang digunakan untuk mencegah gerbang mengambang jika I / O pengontrol dikonfigurasikan sebagai input. Dalam hal ini nilai resistor dapat dipilih cukup besar (1 ~ 10MΩ).

Basis resistor pada BJT sering dikombinasikan dengan pull-up, dan kombinasi ini digunakan untuk mengatur titik diam yang stabil . [ guru kami di perguruan tinggi, tidak pandai berbahasa Inggris dan rupanya hanya melihat kata yang dicetak diucapkan sebagai "keskent". Kami butuh beberapa saat untuk memahami apa yang dia maksud :-) ]

stevenvh
sumber
4

Kebanyakan transistor memiliki sejumlah kecil kebocoran basis-kolektor; jika tidak ada pull-down, arus ini akan diperkuat oleh gain transistor. Dalam situasi di mana kebocoran bukan masalah, resistor mungkin dihilangkan, tetapi jika arus bocor menjadi perhatian, menambahkan resistor dapat mengurangi itu.

supercat
sumber