FET为何无法断开?


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作者:Digi-Key工程师 Alec Schmidt

如果你的问题和FET为何无法导通相反,也就是说你的N沟道场效应管(FET)无法断开或者要花很长时间才能断开,那么很可能是因为你没有为FET栅极搭一条足够低阻的接地通路。

以下图的简易电路为例,在按下按钮(S1)时,低边N沟道FET用于打开5V直流电机。

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电机应该在按钮按下后开始运行,但问题是,在按钮松开后电机很可能无法停止运行(或只是降至非常慢的速度)。为什么会这样?

首先,可以设想,栅极端和源极端之间有一个隐蔽的电容(由于物理原因只能位于FET内部)。简单来说,你可以把导通/断开FET当作在给这个电容充电/放电。接下来,当按下按钮且开关(S1)闭合时,一股快速的大电流会充满电容并导通FET,然而当松开按钮且开关(S1)断开时,电容里的电流应流到哪去呐?还有就是一个很大的寄生电阻会使此电容放电很缓慢,这一过程的耗时与电阻的欧姆值成正比,因此即使从视觉观察的角度来看,也需要很长的时间(对电子电路来说就是太长的时间段了)。那么,应如何解决这个问题呢?只需添加一个下拉电阻,加快该隐蔽电容的放电速度即可。

另一个重要问题是,在从另一个源极(例如微控制器上的GPIO引脚)上驱动FET栅极的情况中,某些源极可能与上述按钮开关的作用相似,即,可以输出(充电)而不能吸收(放电)为电容中的隐蔽FET供电的电流。即使同时支持输出和吸收电流,但如果源极的电源轨突然关闭/断连(无法再吸收电流),而电机还通过未断连的其他源极保持运行,那么你还是会遇到同样的问题。一般来说,比较好的做法是,始终在FET的栅极处设置下拉电阻(有明确要求不得这样设计的情况除外)。

英文原文链接:Why won't my FET turn off?