金屬氧化物增強型場效應管（MOSFET）柵極（G）-源極（S）的下拉電阻作用

簡單認識功率MOSFET的結構特點

功率電路中常用垂直導電結構的MOSFET（還有橫向導電結構的MOSFET，但很少用于耐高壓的功率電路中），如下圖是這種MOSFET的分層結構圖。

從結構圖我們抽象出等效的電路符號圖，其中米勒電容是指在柵極（G）和漏極（D）之間的一個寄生電容，也稱為反向傳輸電容Crss，就是圖中的（CGD），反并二極管是內(nèi)部等效晶體三極管的結果。

初步認識一下這個器件的幾個參數(shù)，可能各個廠家對這些參數(shù)的解釋稍有差異，下面是塞米控的參數(shù)說明

在實際中，為了提高器件的性能（如低內(nèi)阻等），發(fā)展了垂直雙擴散增強型MOEFET，也稱為VDMOSFET（Vertical double diffusion enhanced moefet），如下是結構圖，箭頭表示了它的載流子運動方向，N溝道當然是電子在導電，那么電流方向就和這個箭頭反向相反了。

傳統(tǒng)的VDMOSFET，你也可以這樣看它的結構，無非就是為了耐壓加了個漂移層。

上面介紹了我們常用的功率MOSFET，下面我們來說開頭的問題

為什么要在柵極和源極之間并聯(lián)一個電阻呢？

米勒電容的泄放電流路徑

我們知道，米勒電容的存在，在MOSFET關斷時，會產(chǎn)生一個電壓由接近零到母線的變化過程，電壓變化和變化過程（時間累積）就是電壓變化率，然而電容就是對電壓變化發(fā)生作用的器件，電壓在電容兩端變化即產(chǎn)生電流，如下圖

在半橋結構中，上管還會通過米勒電容影響下管，就是給你一個電流充到門極上，如下圖

電壓型驅動的高阻抗器件—MOSFET

我們知道，MOSFET門極是高阻抗器件，前面已經(jīng)看到，在柵極（G）和源極（S）之間是一層二氧化硅（SiO2），這個是絕緣體，因此G-S之間就是高阻抗（幾十到幾百兆不等），所以一旦驅動異常，其中一種情況是通過米勒電容的電流給G-S充電，小電流高阻抗可能對應著高電壓，柵極電壓被充電超過門檻電壓會導致MOSFET重新開通，這是十分危險的。我們以最簡單的反激電源驅動為例

如下是一個反激電源拓撲的MOSFET驅動，雖然芯片設計的時候已經(jīng)考慮了給米勒電容形成的電流提供一個回路，

下面這個圖看著更加清楚，米勒電容電流通過驅動芯片內(nèi)部下拉低阻回路進行釋放，避免柵極被充高而誤導通。

布局布線注意事項

這里大家還要注意布線問題，盡可能減小門極寄生電感，寄生電感不僅能引起柵極振蕩，同時還會影響米勒電容的放電速度。如下是驅動布線的一種，首先是信號和功率回路要分明；其次是驅動回路走線短而粗，回路面積盡可能小，以便減小寄生電感。

在什么情況下下拉電阻顯得尤為重要？

圖中R8是靠近MOSFET的一個下拉電阻，其實在驅動內(nèi)部已經(jīng)，但是如果驅動電阻Rg在意外情況下開路或沒有連接，那么這個下拉電阻R8就可以給米勒電容電流提供泄放路徑，讓MOSFET柵極-源極之間保持低阻抗，從而使得MOSFET始終處于安全狀態(tài)。

下拉電阻對電荷的泄放路徑

其實，我們已經(jīng)知道了像MOSFET這種電壓型器件，柵極-源極是高阻抗，為什么說它們也是靜電（ESD）敏感器件的原因就在此，高電壓加在門極不易泄放，累積過程就會損壞柵極和源極之間的二氧化硅（SiO2）氧化層，器件就失效了，加下拉低阻也可以避免或減輕這一類的問題。

這個電阻要兼顧功耗和實際泄放效果，在小功率電源（0~500W）選10K~20K，大功率電源一般是4.7K~10K，大家根據(jù)自己實際選擇。