年輕教授Neubean懷著好奇心對於通常在MOSFET柵極串聯100Ω電阻做法進行了實驗研究，並得出了一個結論可以安撫自身疑問的心靈，但是感覺他最終還是沒有真正抓住問題所在。

我們知道，MOSFET器件是電壓控制器件，與雙極性三極體不同的是，MOSFET管的導通只需要控制柵極的電壓超過其開啟閾值電壓即可，不需要柵極電流。所以本質上，MOS管工作室柵極上無需串聯任何電阻。

對於普通的雙極性三極體，它是電流控制器件。它的基極串聯電阻R1是為了了限制基極電流的大小，否則對於驅動訊號源來說，三極體的基極對地之間就等效成一個二極體，會對前面驅動電路造成影響。

如果對於MOS管，由於它的柵極相對於漏極和源極是絕緣的，所以柵極上無需串聯電阻進行限流。

相反，考慮到MOS管柵極存在的寄生電容，為了加快MOS管導通和截止的速度，降低MOS管在導通和截止過程中的損耗，它的柵極上的等效電阻應該越小越好，最好為0。

可是很多實際MOSFET電路中，在MOS管柵極上所串聯的電阻幾乎無處不在，似乎大家都忘記了，這個電阻存在會延長MOS導通和截止的時間，增加無謂的損耗。

下面給出網路上隨便找到幾個MOS管電路，可以看到紅色圓圈中表示出它們的柵極都有串聯的電阻。

上面電路示例中，有兩個是將MOSFET放在反饋電路中，MOS管不是工作在開關狀態，因此這兩個電路中所串聯的電阻本質上應該是配合MOS管柵極電容來減小電路的頻率響應，增加電路相位穩定裕度的。

很可惜，Neubean教授最後只是得到柵極電阻Rgate越小越好，但為什麼不減少到0歐姆？為何還需要保留100歐姆呢？對於這個問題他的導師Gureux也只是自信的表示，就選擇100歐姆就好了。

關於MOS管柵極串聯電阻，特別是對工作在開關狀態的MOSFET柵極串聯電阻的作用，通常的解釋是為了防止MOSFET開關過程中產生震盪波形，這不僅會增加MOSFET開關損耗，如果震盪過大，還會引起MOS管被擊穿。

如下是對該現象所做的模擬實驗。下面電路中，最後的MOS管柵極串聯有電阻R3，它的漏極負載是一個電感負載，同時還包括有10nH的線路分佈電感

實驗中，對R3分別取1歐姆，10歐姆，50歐姆進行模擬實驗，可以看到當R3為1歐姆的時候，在輸出電壓Vds上有高頻震盪訊號。

當R3增加到10歐姆的時候，輸出Vds的高頻震盪訊號明顯被衰減了。

當R3增加到50歐姆的的時候，Vds的上升沿變得比較緩慢了。在它的柵極電壓上，也明顯出現因為漏極-柵極之間的Miller電容效應所引起的臺階。此時對應的MOS管的功耗就大大增加了。

由上面的模擬實驗結果來看，在MOS管柵極上所串聯的電阻需要根據具體的MOS管和電路分佈雜散電感來確定，如果它的取值小了，就會引起輸出振鈴，如果大了就會增加MOS管的開關過渡時間，從而增加功耗。

然而上面的模擬電路還沒有揭示出柵極電阻所起的的真正作用。下圖是在英飛凌半導體工作給出的功率MOS管柵極串聯電阻對於消除開關震盪所起到的真正作用。

在功率MOS管的驅動電路迴路中，會存在著各種分佈電感Lp，他們與MOSFET的Cgd， Cge會形成諧振電路。它們會對開關驅動訊號中的高頻諧波分量產生諧振，近而引起功率管輸出電壓的波動。

在MOS管的柵極串聯電阻Rg，可以增大MOS管驅動迴路中的損耗，降低諧振迴路的Q值，使得電感，電容諧振現象儘快衰減。

這其中存在一個最佳串聯電阻Rg，使得驅動迴路恰好處在臨界阻尼狀態，此時MOS管驅動訊號處在小的震盪和快速開關狀態的折中。因此，Rg應該與MOSFET驅動迴路的分佈電感和它的雜散電容有關。因此它不是一個固定值，需要根據實驗來確定。

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TsinghuaJoking

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