栅极浮空,顾名思义,就是 MOS 管的栅极不与任何电极相连,处于悬浮状态。在这种状态下,栅极电压为零,MOS 管的导通特性会发生变化(当 Vg(栅极电压)输入高电平时,N 管会导通,使得 P 管的栅极为低,从而让 P 管的 DS(漏源)导通。相反,当 Vg 为高阻态时,Vout(输出电压)输入不定,检查发现 P 管的栅极电压变化不定)
但是,并非所有 MOS 管的栅极都不能浮空,这要取决于具体的应用场景和需求。
MOS管的栅极不能浮空
MOS管经常用于电路的开关控制,通过改变栅极(gate)的电压来使漏级(drain)和源级(source)导通或截断。下面就是一个常见的开关电路。
Vg输入高时,N管会导通,使得P管的栅极为低,P管的DS导通。
一次发现奇怪的现象,Vg为高阻态时,Vout输入不定,检查发现P管的栅极电压变化不定。仔细检查发现R2虚焊,从而导致了N管的栅极浮空,把R2焊好,问题解决。
因此,MOS管的栅极不能浮空。P管应该有一个上拉电阻,对应的,N管应该有一个下拉电阻。
MOS管栅极浮空现象的影响
1.影响 MOS 管的开关速度:增加 MOS 管的输入电容,降低其开关速度。
2.增加功耗:MOS 管的漏极和源极之间的电流受到干扰,导致器件功耗增加。
3.影响信号传输质量:栅极浮空可能导致信号传输受到干扰,降低信号的质量。
4.触发误动作:可能导致 MOS 管在不应该导通的时候误触发,影响电路的稳定性。
MOS 管栅极浮空现象的解决方法:
1.增加保护电阻:为了防止静电干扰对 MOS 管栅极产生影响,可以在 MOS 管的栅极与电源之间串联一个保护电阻。这样,当静电干扰产生时,保护电阻可以将大部分干扰电流导向地,保证 MOS 管栅极电压的稳定。
2.低寄生电容影响:为了减小寄生电容对 MOS 管栅极电压的影响,可以采用以下方法:
a. 选择具有较低寄生电容的 MOS 管;
b. 减小 MOS 管的尺寸;
c. 将 MOS 管的源极与地之间接一个电容,以减小寄生电容的影响。
3.优化接地处理:在电路设计中,应保证接地系统的稳定性,采用单点接地方式,并确保接地电阻足够小。此外,可以采用屏蔽技术,将 MOS 管隔离于干扰源之外,减小电磁干扰对栅极电压的影响。
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