贴片电阻的数据手册介绍，干货满满！（六）

我们看上期最后的图。上图列举的是风华贴片电阻的电阻温度系数表。上面意思呢？举个例子，比如0805 1K ±1%的贴片电阻，它的阻值范围是990Ω~1010Ω，也就是说生产出来的电阻阻值在±10Ω范围内分布，当然也是在25℃环境温度下进行测量的。那么它所对应的电阻温度系数是±100ppm/℃。那么，如果环境温度是75℃，温漂对阻值的影响有多少呢？是不是75℃-25℃=50℃啊，所以，温漂值是±100ppm*50 = ±5000ppm ，这个是百万分的单位是吧，换算一下就是：±5000ppm*1000 = ±5Ω。那么，有的厂家数据手册会提供一个计算公式：

我们也可以根据上面这个公式再来计算一遍

通过以上计算我们知道，当环境温度在75℃的时候，温漂误差在±5Ω，而电阻的±1%精度误差是±10Ω，这个时候温漂和精度它们的误差差不多一个量级了是吧。

4.3频率特性

我们在画原理图的时候，电阻有一个原理图符号是吧，如下图所示：

这里告诉大家的是，电阻在低频信号下，它是电阻，但在高频下，就不能这么看了。这是由于工艺的原因，它会有一些寄生参数，比如电阻两端串联的有寄生电感，内部也有寄生电容，焊盘与焊盘之间也会存在寄生电容，下图就是电阻在高频下的等效模型：

通过电阻在高频下的等效模型可以知道，电阻已经不是电阻本身了，而是有一系列的电感电容串并联是吧。那么，上面说到的只是电阻在高频情况下的特性，对于低频而言依然是纯电阻特性的。电阻最容易忽略的就是封装尺寸对内部寄生参数的影响了，封装不同，寄生参数也会不一样。一般几百Hz以下，问题不大，KHz以上影响就会明显，频率越高，影响越大。

那么，贴片电阻的高频特性对我们的使用会有什么影响呢？比如在电机控制里面，会经常看到贴片电阻用做电流采样，就需要考虑高频特性了。一般用检流电阻采样时，是根据安培定律，电阻两端的压降除以阻值等于电流 I= U/R。这样方式最大的好处是计算出来的电流比较精确。但是，前提是电阻的阻值不能过大，如果过大的话，会影响原有回路的阻抗。而采样电阻小的话，则不会影响原有的回路电流。

我们知道，用电阻的压降除以电阻的阻值，等于电阻上流过的电流。因为电阻是串联在回路中的，因此电阻上流过的电流就是系统的电流。这种方式的前提是电阻是一个纯阻值（没有感抗和容抗）。这样压降除以电阻的阻值才是真实的系统电流。因此，用电阻做采样电流的话，需要对电阻的寄生参数有要求，尽可能的希望电阻是纯阻性的。尤其在高频的场合。

MOSFET讲解（1）

MOSFET讲解

MOSFET又叫场效应晶体管，那么如何去学好MOS管呢？大家都对三极管有了解了，已经弄明白了。实际上，要想学好MOS管，首先我们要对标三极管来学。我们说，三极管有N管和P管，同样的，MOS管也有N型和P型。这里我们只讲N型MOSFET。

N型MOSFET也有三个极：栅极 源极 漏极，字母表示：G D S，对标三极管的b c e（如上图所示）。三极管具有功率放大的作用，放大的是电流，实际上是等效内阻变小。MOS管也具有功率放大的作用。那么，不管三极管还是MOS管，它都有控制极和输出极。

控制极的电流很小，控制信号的内阻大

输出极的电流很大，输出信号的内阻小

我们先举例三极管，对于三极管来说，用一个很小的ib电流，来控制很大的ic电流。Ib和Ic有β的关系，假设β是100，那么Ic比Ib大100倍，等效CE内阻比BE内阻小了100倍。

三极管放大的前提条件，Ib Ic需要有电流。什么条件下有电流呢？Ib Ic各自必须要有完整的回路，既然有回路，就有电流，这个三极管的特质。那么，既然有回路有电流，必然会产生功耗。

所以，电路设计中，三极管用的越多，则功耗就越大。这就是早期的主控芯片功耗大的原因。

三极管是一个流控流型的器件，因为有这个问题的存在，我们得改进啊是吧，不用电流来控制呢？这样子，场效应管就应运而生了。MOSFET的诞生，需要解决三极管的瓶颈问题。

由于三极管这里的β只有100倍，如果Ic要求是100A，Ib至少要是1A是吧，也就是说，你的控制极就要是1A，如果我有10个，那就要是20A，那这要多大的电源才能提供啊，这是一个问题，对不对啊。控制电流太大，要求电源提供更大的能力。

我们再来看下面一个问题：

Ib是1A，那么BE压降是多少呢，也就是Vbe = 0.7V。如果说0.7V*Ib=0.7V*1A=0.7W，功耗Pb就是0.7W了。Ic=100A，Vce=0.3V，Pc=30W。这些都会在三极管里消耗，也就是说三极管本身就要差不多消耗30W，很明显，我们为了控制100A，这个管子就要消耗30W。如果10个管子，就要300W。那这个电路就无法设计了啊。而且30W的管子，发热是无法承受的，所以说就无法使用。

所以说，我们就得出结论：晶体管它的功率和电流不能太大，有上限限制，基本上都是mA级别，也有A级别，但是那个就用的很少了。我们就把希望寄托于场效应管上面，它是一个新事物的诞生，它一定要解决功耗的问题，也就是解决电流的问题，任何一个器件都是有内阻的。要想没有功耗，就不能有电流，不能有电流应该怎么办？

在电子世界中，除了电流是电压，既然流控型不行，那么能不能做一个压控型的呢？这个管子的导通不导通只关注电压的阈值，那么这个时候就让电流很小，就能解决这个问题。

对于MOSFET来说，GS内部有一个电容存在的。充满电后，维持住这个电压，那么就持续导通了。

在充电过程中，是消耗电流和产生功耗的；当充电完成后，电容上是没有电流的，没有电流，则没有损耗。那么，这个时候功耗很低了。

我们再来看一下DS，它之间可以等效成一个可变电阻。这个可变电阻，在关断期间时，则阻值无穷大；在开通期间，则阻值无穷小。所以，DS之间也没有功耗，即使一个很大的Id，但是乘以一个无穷小的电阻，它的功耗就很小。那么，这样子也实现了放大，但是功耗也小，这就完美解决了三极管的问题。

我们说，模电的本质：电压，电流，斜率。元器件也有对应电压型和电流型。

电压型：电容，mosfet

电流型：电感，三极管

当然，还有其他器件，后面学习到的时候再说。

我们说，斜率实际上指的就是速度。那么，我们器件又需要有斜率，又需要有速度，但是半导体器件它又怕极高的速度，因为极高的速度，就相当于抗瞬间的过冲不够又容易坏，所以说又要它快，但是又不能极快，这就是斜率。

所以说，模电的本质就是电压 电流  斜率，

那么，我们把MOS管这个器件设计出来，也是从这样一个思路出发，最后形成的。而且，就像我们世界一样，万物相生相克才能和谐。实际上对于我们的模电来说，它我们这个世界是一样的。比如说电路中的电流，它的电压可以用电容来进行钳位；比如说电路中的电压，它的电流激变可以用电感来进行限制。电压斜率可以用电容解决，电流斜率可以用电感来解决，这样就能让电路和谐，让它稳定工作。

关于MOSFET的Rdson损耗问题以及高压低压MOSFET的区别，我们下次接着讲。

MOSFET讲解（2）

MOSFET讲解

我们现在知道了，只要让MOSFET有一个导通的阈值电压，那么这个MOSFET就导通了。那么在我们当前的这个电路中，假设GS电容上有一个阈值电压，足可以让MOSFET导通，而且电容没有放电回路，不消耗电流。那么DS导通，理论上等效电阻无穷小，我们把这个等效电阻称之为Rdson。当MOSFET电流达到最大时，则Rdson必然是最小的。对于MOSFET来说，Rdson越小，价格也就越贵。我们说MOSFET从不导通变为导通，等效内阻Rdson从无穷大变成无穷小，当然这个无穷小也有一个值的。MOSFET导通了，但是它没有回路。

以上这些就是MOSFET和三极管的区别。当我们在测量MOSFET时，要想测量Rdson，先用镊子夹在GS两端短路掉，把GS电压先放掉，放掉之后再测量DS两端的阻抗，否则测出来的值就不准。

接下来我们再来看MOS管的损耗问题。

我们说，尽管导通后Rdson很小，但是一旦我走大电流，比如100A，最终还是有损耗的。我们把这个损耗叫做MOSFET的导通损耗，这个导通损耗，是由MOSFET的Rdson决定的，当MOSFET选型确定了之后，它的Rdson不再变了。

另外，DS上流过的Id电流是由负载决定的。既然是由负载决定的，我们就不能改变电流，所以，我们说MOSFET的导通损耗是由Rdson决定的。

我们看到，MOSFET的DS之间有一个二极管，我们把这个二极管称为MOSFET的体二极管。假设正向：由D指向S，那么，体二极管的方向是跟正向相反的，而且，这个体二极管正向不导通，反向会导通。所以，这个体二极管和普通二极管一样，也有钳位电压，实际钳位电压跟体二极管上流过的电流是有关系的，体二极管上流过的电流越大，则钳位电压越高，这是因为体二极管本身有内阻。

体二极管的功耗问题。假设体二极管的压降是0.7V，那么它的功耗P=0.7V*I，所以，它的功耗也是由负载决定的。所以，功耗也蛮大的。我们把体二极管的功耗称之为续流损耗。

那么，体二极管的参数我们怎么去设置呢？为了安全起见，体二极管的电流，一般跟Id电流是接近或者相等的。另外，我们还要注意的是，这个体二极管并不是人为的刻意做上去的，而是客观存在的。

对于MOSFET来说，我们来讨论GS电容问题。

我们要知道，MOSFET其实并不是一个MOSFET，它实际上是由若干个小的MOSFET合成的。既然是合成的，我们就讨论下低压MOSFET和高压MOSFET的差异。

假设功率相等：3 KW

低压：24V             电流：125A

高压：310V    电流：9.7A

大家看到没有，低压电流大，高压电流小。从内阻法来分析：如果电流大，是不是等效为内阻小啊；如果电流小，是不是内阻大啊。所以，低压器件要求内阻小，高压内阻大了。

从电压角度比较分析：

从耐压来看，则多个串联；从电流来看，则多个并联。所以：

低压：24V 电流：125A   内阻小   多个管子并联   耐压很难做高

高压：310V  电流：9.7A   耐压高       多个管子串联   内阻必然大

所以根据上面分析，得出一个结论：

高压MOSFET，Rdson大；低压MOSFET，Rdson小。

MOSFET的GS电容：

低压：24V 电流：125A 

内阻小  多个管子并联  耐压很难做高  gs电容大

高压：310V  电流：9.7A  

耐压高  多个管子串联  内阻必然大    gs电容小

由于一个MOSFET里面集成了大量的小的mosfet，实际上在制造工艺的工程中，是用金子来做的。如果里面有一些管子坏了，是测量不出来的，这就是大品牌和小品牌的差异。

那么，我们来看一下啊，MOSFET的GS电容对管子开通特性的影响。我们说，高压的管子，它的GS电容小。要想把管子开通，无非是对这个电容充电，让它什么时候充到阈值电压，对不对？那么我们来看，当电流相等的情况下，对GS电容进行充电。

既然是对GS电容充电，那就看这个电容的大小啊，是吧。比方说，一个截面积小的水缸，和一个截面积很大的水缸，用相等的电流或者电荷数对它进行充电，大水缸充起来，电位升高的慢；小水缸充起来，电位升高的快。

我们说，高压MOS管相等的电流进行充电，那么很明显，结电容大的，则充的慢，也就是说开通的慢；GS电容小，则开通快。高压MOSFET开通快，低压MOSFET开通慢。

补充问题：

高压MOSFET，Rdson大，一般几十mΩ，比如50mΩ，可以通到十几A就不错了。但是功率并不小，因为电压高啊。

低压MOSFET，Rdson小，一般几mΩ，比如3mΩ，可以做到几十，甚至100A。

下篇文章我们来讲一下MOSFET的开通和关断

MOSFET讲解（3）

MOSFET讲解

接下来我们要讲一下开通和关断的问题了。那么，MOSFET如何进行开通，如何进行关断呢？以及在这个过程中，会不会也产生损耗。

那么在讲这个之前，我再做一个补充：

这个电路是断路的，一旦GS电容上有电的话，那么DS实际上是导通的，与有没有回路没有关系。正式因为这样子的一个特性，那么，我们拿到一个管子的时候，我们也不知道这个管子GS有没有电，这个管子有可能是导通的，放到电路上去焊接的时候，可能会出现问题。为了考虑到安全性，我们必须在电路设计的时候，在MOSFET的G和S之间要加一个电阻，这样子就可以让GS电容进行放电，有了这样的一个放电回路，不管前面驱动端是高阻态也好，是断路也好，反正G和S之间是有回路的，确保管子是关闭的。

我们把GS之间接一个下拉电阻。那么接下来就要看，这个下拉电阻的取值。实际上这个下拉电阻相当于三极管N管的下拉电阻。我们说，学习MOS管，要对标我们大家都熟悉的三极管，这样就更轻松，更容易理解。

我们说，这个下拉电阻的好处是什么啊？

1.     可以确保B极是两态（三态：高、低、高阻态）。       实际上，我们害怕的就是高阻态嘛，由于当你前面不接的时候，又断开了，才有高阻态。在电路设计中，我们从逻辑角度来讲，不是高就是低，这样子才是最好的，有利于电路的逻辑。

同样的，MOSFET加了一个下拉电阻。

作用：确保给GS电容提供放电回路——确保关断，低态。

这样MOSFET就只有两态，不是高就是低。

另外，下拉电阻，也可以防止雷击，静电。

实际上，对于晶体管来说，如果没有一个完整的额回路，是不导通的；但是MOSFET不一样，它不需要一个完整的回路，也能够让它导通。

接下来我们研究一下MOSFET的开通问题：

由于有这个GS电容的存在，MOSFET的开通，肯定就会有一个延时。

那么，我们这个MOSFET的模型怎么去建立呢？

我们前面讲过了，MOSFET在导通的时候，DS之间还有一个Rdson，导通阻抗。

问题补充：

我们说，晶体管这个地方的下拉电阻是2K，是经过大量的实验电路和验证的。

对于低功耗的电路来说，这个电阻可以取高一点，但是不要取的太低。取的太低的话，就有可能导致晶体管不能正常的工作。为什么这么说呢？我们可以举个例子：

因为be钳位电压，导通之后是0.7V，前提是导通之后，这一点很重要哦。

电阻分压后，M电的电位要大于0.7V才行，所以，下拉电阻不能太小。

我们假设下拉电阻取100Ω：

那么，M点分压后小于0.7V，三极管是不会导通的。所以，下拉电阻不能太小，当然也不能太大，否则，对于高频开关信号来说，会影响它的关断时间。大家在以后的电路设计中，如果是频率相对较高的开关信号，一般都取2K，就不用再考虑其他的了。

我们再来看MOSFET的下拉电阻，取多少呢？我们知道三极管的阈值电压是0.7V，而MOSFET的阈值电压远远大于0.7V，其实这里的阻值选取跟这里阈值电压有关，如果这里取小了，那么分压之后，一直在它的平台电压，那这个MOSFET肯定也是不行的。所以，MOSFET一般地下拉电阻取值可以取大一点，这样MOSFET开通就不会产生影响，而MOSFET的放电更多的是靠前面进行放电，也没事的对吧。当然，这个电阻也不能太大，否则静电雷击也会对MOSFET造成损坏。

MOSFET下拉电阻选取原则：

1.     太小，则功耗大，也不利于管子的导通；

2.     太大，则不利于静电、雷击等，这是因为内阻大。

3.     GS下拉电阻范围10K~100K，原则上讲，高压系统可以取大一些，低压系统可以取小一些。正常情况下，建议大家取18K  20K。（后面谈到米勒效应的时候，需要研究这个电阻）

我们再来看上面这幅图中的电容，这是我们等效出来的MOSFET模型里面的Cgs电容。实际上，在G和D之间也有一个电容，这个电容我们叫它米勒电容，Cgd，它还有另一个名字Crss。同样的，在D和S之间也有一个电容，Cds。

Ciss  输入电容：Ciss = Cgd + Cgs

Coss 输出电容：Coss = Cgd + Cds

Crss  米勒电容：Crss = Cgd

上面这幅图是MOSFET的等效模型，这几个电容都不是我们想要的，但都是客观存在的。

接下来我们要研究一下Ciss。一般我们在测试Ciss时，是需要把DS端直接短路掉的，然后在控制极G端输入一个交流信号，这样的话，就有2个回路了，一个是经过Cgd，一个是经过Cgs。

既然有2个回路，那么我们就认为Cgd和Cgs是并联的关系，电容并联容值是不是相加啊，所以Ciss = Cgd+Cgs，这样就把Ciss测量出来了。

如果我们来测输出电容呢？是不是把GS进行短路啊？

同样的道理，一般我们在测试Coss时，是需要把GS端直接短路掉的，然后在控制极D端输入一个交流信号。是不是相当于Cgd 和 Cds并联啊，那么这就是输出电容Coss = Cgd + Cds。

最后，测量米勒电容时，需要把S端接地，测漏极到栅极的特性。那么，米勒电容是随着漏极电压的升高而降低的，最后变成0了。

MOSFET讲解（4）

MOSFET讲解

我们上一章讲到了米勒电容，它在MOSFET开通过程中，扮演着十分重要的角色。为什么呢？待会儿再来看。

我们先来研究一下MOSFET如何进行导通的。首先，它和三极管一样，也有一个导通阈值。在模电里面，阈值的概念是必须要理解的。也就是说，任何器件的导通和关断都要有一定的电压，对应的就是开通电压 和 关断电压，我们把这个电压叫做阈值。同样的，MOSFET也有阈值电压。

MOSFET导通电压：4.5V 2V 1V。

这个电压的高低在我们电路中，有多大的作用呢？我们知道了，MOSFET栅源之间是有压差Vgs（导通阈值电压），那么，由于布局等因素，GND上会有干扰存在，地上就会毛刺，所以，控制的信号线上也会有干扰毛刺吧，这些毛刺是叠加在有效的控制波形上的，比如说叠加在方波上。

如上图所示，比如说地上有了毛刺了，本来是不导通的，由于毛刺的存在，就会让MOSFET误导通。

同样的，在高电平时也可能会产生毛刺是吧。那么高的毛刺没有关系，低的毛刺有可能造成误关断。上面讲的误关断，误开通，我们叫做误触发。

所以，从抗干扰角度来看：阈值电压越高越好。当然，高阈值和低阈值都有它们各自的优缺点。等我们把MOSFET导通原理讲清楚了之后，再来分析阈值高低阈值导通电压的各自优势劣势，这涉及到器件选型。

我们接下来来研究MOSFET的导通，就用比较经典的4.5V导通阈值电压来进行讲解。

我们看上面这幅图。我们知道，对于N型的晶体管或者三极管来说，要想饱和导通，它的E极需要接地。但是对于MOSFET来说，要想导通，不一定非要接地，而是谈它的GS之间的压差，也就是GS压差要大于4.5V（这是假设导通阈值是4.5V），换句话说，GS电容上两端的电压>4.5V，MOSFET就是导通的。这个和三极管还是有区别的。

所以，MOSFET的S源极也可以接地，也可以不接地，只要压差大于4.5V，它就导通。不过，为了后面的讨论方便，我们还是把S极接地，讨论起来就相对方便。

假设栅极加一个控制信号时：

高电平肯定需要大于4.5V，这里我们取12V。高电平，我们叫做ON，代表管子开通；低电平就是OFF了，为0V。

我们先看ON期间，管子是导通的是吧，来看一下它的回路是什么样子的。

分别有两个回路，如上图所示。当有了回路之后，还要分2种情况进行讨论。

我们看GS之间的电阻和电容，它们的阻抗是一样的吗？需要讨论在充电瞬间，电阻R2和电容C3的内阻关系。

很明显，刚开始电压刚刚上电时，电容等效成短路，基本上电流都是从电容上走的。随着给电容进行充电，这个时候电容上的电压越来越高，电容的等效阻抗也会越来越高，那么，电阻也会流过电流。

GS电容充电过程分三个阶段：

1. GS电容的内阻为0，几乎所有的电流，从电容上走；

2. GS电容没有充满的情况下，电流分别从电阻及电容流过，但主要的电流依旧   从电容走；

3. 电容充满了，电流不从电容走，只有很小的电流从电阻走。

这个阶段我们讨论的是：GS电容和下拉电阻的回路分流问题。

上图就是GS电容的充电电压波形示意。