场效应管放电回路是如何工作的？

前段时间有一个网友向我提出了这样一个疑问：他问我在有些开关电源电路中，为什么会在场效应管的栅极和驱动它的芯片之间加一个二极管。其实这是一个加速放电的二极管，用来为场效应管提供一个快速放电的回路。有些电路中是没有这个二极管的，但是不等于就没有这个放电回路。那么，为什么要提供这样一个放电回路？它在哪里？是如何工作的？接下来，我们就围绕这几个问题来说一说。

场效应三极管

首先我们来讲，在开关电源电路中为什么要为开关管（场效应管）提供一个放电回路。这主要是由于场效应管具有很高的输入阻抗。它的工作原理是通过加在其栅极的电压来控制流过漏极到源极的电流的。如图1，它和由两个PN结组成的三极管一样，它也有三个电极。分别为漏极（D）、栅极（G）和源极（S）。但不同于三极管，三极管是由两个PN结组成的三极管电子元器件（见下图）。我们知道，三极管有一个很重要的特性，只要给三极管的基极提供一个0.7V的偏置电压它就会导通。基极很小的电流变化可以引起集电极很大的电流变化。

三级管是通过基极的电流变化来改变流过集电极到发射极的电流，也就是说三级管是电流效应。只要三级管的BE结打开，三级管基极的电流就可以通过基区流到发射极，最后流回电源。而场效应管则不同，场效应具有很高的输入阻抗。它是通过加在栅极和源极之间的电压 来控制流过漏极到源极的电流的。也就是说，场效应管是电场效应。很多人会认为，场效应管和三级管一样，只要给它的栅极加上一个0.7V的电压，它就会导通这是不对的。场效应管的开启电压和关断电压我忘了，大家可以自己查一下。

正是因为场效应管具有很高的输入阻抗，它的栅极电流是流不过基区到源极的。因为它的输入阻抗很高，可以达到10的7次方—15次方。这个阻抗很高了，可以看做栅极的电流流不到源极。又因为在场效应管的栅极和源极之间存在一个电容如上图，我们一般把这个电容叫做寄生电容，其实每个三级管个电极之间都存在这样一个电容，因为两块相互靠近彼此绝缘的金属板就可以看做一个电容。电容具有存储电荷的功。当脉冲信号送到场效应管的栅极，不使场应管导通，还会对这个寄生电容充电。当脉冲信号结束后，这个寄生电容就会充满电，由于场效应管的高输入阻抗电容上存储的电荷释放不掉，这个寄生电容两端的电压就会继续维持场效应管的导通，不仅降低开关电源的效率还会造成场效应管对地短路烧坏场效应个。所以必须为它提供一个放电回路，在脉冲信号结束后把寄生电容存储的电荷给它放掉，使脉冲信号结束后能够保障场效应个进入关断状态。

那么这个放电回路在哪呢？其实这个是不需要我们关心的，一般都被集成在了芯片的内部。如上图Q1、R1、D1就组成了场效应管K1的放电回路。当脉冲信号过来时场效应管K1导通，当脉冲结束后，由于Q1是PNP型三级管这时候它导通，寄生电容通过导通的Q1放电。当脉冲信号再次到来的时候，Q1截止K1导通。D1是用来隔离寄生电容放电时对前级电路的影响。一般芯片输出到场效应管栅极会加一个电阻。有的还会多加一个二极管，虽然我们测量二极管是会有一个7K左右的电阻，这个电阻不等同于普通电阻的阻值，当二极管导通时电流可以很快的通过，所以我们在有些电路中看到的这个二极管就是一个加速放电的二极管。有些电路中是没有这个二极管的。