NMOS管igbt栅极电阻接上拉电阻与5V电源相连，igbt栅极电阻再串联一个二极管接单片机IO口，请问这个开关工作原理

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2018-05-17 14:50 标签： mosfet 栅极电阻
关于单片机IO口详解
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关于单片机IO口详解
如图所示，推挽放大器的输出级有两个&臂&（两组放大元件），一个&臂&的电流增加时，另一个&臂&的电流则减小，二者的状态轮流转换。对负载而言，好像是一个&臂&在推，一个&臂&在拉，共同完成电流输出任务。当输出高电平时，也就是下级负载门输入高电平时，输出端的电流将是下级门从本级电源经VT3拉出。这样一来，输出高低电平时，VT3一路和VT5一路将交替工作，从而减低了功耗，提高了每个管的承受能力。又由于不论走哪一路，管子导通电阻都很小，使RC常数很小，转变速度很快。因此，推拉式输出级既提高电路的负载能力，又提高开关速度。开漏输出:输出端相当于三极管的集电极.要得到高电平状态需要上拉电阻才行.适合于做电流型的驱动,其吸收电流的能力相对强(一般20ma以内).开漏形式的电路有以下几个特点：1.利用外部电路的驱动能力，减少IC内部的驱动。当IC内部MOSFET导通时，驱动电流是从外部的VCC流经R pull-up，MOSFET到GND。IC内部仅需很下的栅极驱动电流。2.一般来说，开漏是用来连接不同电平的器件，匹配电平用的，因为开漏引脚不连接外部的上拉电阻时，只能输出低电平，如果需要同时具备输出高电平的功能，则需要接上拉电阻，很好的一个优点是通过改变上拉电源的电压，便可以改变传输电平。比如加上上拉电阻就可以提供TTL/CMOS电平输出等。（上拉电阻的阻值决定了逻辑电平转换的沿的速度。阻值越大，速度越低功耗越小，所以负载电阻的选择要兼顾功耗和速度。）3.OPEN-DRAIN提供了灵活的输出方式，但是也有其弱点，就是带来上升沿的延时。因为上升沿是通过外接上拉无源电阻对负载充电，所以当电阻选择小时延时就小，但功耗大；反之延时大功耗小。所以如果对延时有要求，则建议用下降沿输出。4.可以将多个开漏输出的Pin，连接到一条线上。通过一只上拉电阻，在不增加任何器件的情况下，形成&与逻辑&关系。这也是I2C，SMBus等总线判断总线占用状态的原理。补充：什么是&线与&？：在一个结点(线)上,连接一个上拉电阻到电源VCC或VDD和n个NPN或NMOS晶体管的集电极C或漏极D,这些晶体管的发射极E或源极S都接到地线上,只要有一个晶体管饱和,这个结点(线)就被拉到地线电平上.因为这些晶体管的基极注入电流(NPN)或栅极加上高电平(NMOS),晶体管就会饱和,所以这些基极或栅极对这个结点(线)的关系是或非NOR逻辑.如果这个结点后面加一个反相器,就是或OR逻辑.其实可以简单的理解为：在所有引脚连在一起时，外接一上拉电阻，如果有一个引脚输出为逻辑0，相当于接地，与之并联的回路&相当于被一根导线短路&，所以外电路逻辑电平便为0，只有都为高电平时，与的结果才为逻辑1。关于推挽输出和开漏输出，最后用一幅最简单的图形来概括：该图中左边的便是推挽输出模式，其中比较器输出高电平时下面的PNP三极管截止，而上面NPN三极管导通，输出电平VS+；当比较器输出低电平时则恰恰相反，PNP三极管导通，输出和地相连，为低电平。右边的则可以理解为开漏输出形式，需要接上拉。STM32的非ADC I/O口都是5V容忍，当然可以接5V器件5V容忍的意思就是I/O口允许输入5V信号电平，但输出的是3V信号电平；至于其它5V器件是否可以正确地识别STM32的3V信号电平，就要看这个器件了。如果外围器件需要5V信号电平，可以使用STM32的OD输出模式然后使用外置上拉到5V实现。浮空输入：对于浮空输入，一直没找到很权威的解释，只好从以下图中去理解了由于浮空输入一般多用于外部按键输入，结合图上的输入部分电路，我理解为浮空输入状态下，IO的电平状态是不确定的，完全由外部输入决定，如果在该引脚悬空的情况下，读取该端口的电平是不确定的。上拉输入/下拉输入/模拟输入：这几个概念很好理解，从字面便能轻易读懂。复用开漏输出、复用推挽输出：可以理解为GPIO口被用作第二功能时的配置情况（即并非作为通用IO口使用）最后总结下使用情况：在STM32中选用IO模式（1） 浮空输入_IN_FLOATING &&浮空输入，可以做KEY识别，RX1（2）带上拉输入_IPU&&IO内部上拉电阻输入（3）带下拉输入_IPD&& IO内部下拉电阻输入（4） 模拟输入_AIN &&应用ADC模拟输入，或者低功耗下省电（5）开漏输出_OUT_OD &&IO输出0接GND，IO输出1，悬空，需要外接上拉电阻，才能实现输出高电平。当输出为1时，IO口的状态由上拉电阻拉高电平，但由于是开漏输出模式，这样IO口也就可以由外部电路改变为低电平或不变。可以读IO输入电平变化，实现C51的IO双向功能（6）推挽输出_OUT_PP &&IO输出0-接GND， IO输出1 -接VCC，读输入值是未知的（7）复用功能的推挽输出_AF_PP &&片内外设功能（I2C的SCL,SDA）（8）复用功能的开漏输出_AF_OD&&片内外设功能（TX1,MOSI,MISO.SCK.SS）STM32设置实例：（1）模拟I2C使用开漏输出_OUT_OD，接上拉电阻，能够正确输出0和1；读值时先GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0)；拉高，然后可以读IO的值；使用GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_0)；（2）如果是无上拉电阻，IO默认是高电平；需要读取IO的值，可以使用带上拉输入_IPU和浮空输入_IN_FLOATING和开漏输出_OUT_OD；通常有5种方式使用某个引脚功能，它们的配置方式如下：1）作为普通GPIO输入：根据需要配置该引脚为浮空输入、带弱上拉输入或带弱下拉输入，同时不要使能该引脚对应的所有复用功能模块。2）作为普通GPIO输出：根据需要配置该引脚为推挽输出或开漏输出，同时不要使能该引脚对应的所有复用功能模块。3）作为普通模拟输入：配置该引脚为模拟输入模式，同时不要使能该引脚对应的所有复用功能模块。4）作为内置外设的输入：根据需要配置该引脚为浮空输入、带弱上拉输入或带弱下拉输入，同时使能该引脚对应的某个复用功能模块。5）作为内置外设的输出：根据需要配置该引脚为复用推挽输出或复用开漏输出，同时使能该引脚对应的所有复用功能模块。注意如果有多个复用功能模块对应同一个引脚，只能使能其中之一，其它模块保持非使能状态。比如要使用STM32F103VBT6的47、48脚的USART3功能，则需要配置47脚为复用推挽输出或复用开漏输出，配置48脚为某种输入模式，同时使能USART3并保持I2C2的非使能状态。如果要使用STM32F103VBT6的47脚作为TIM2_CH3，则需要对TIM2进行重映射，然后再按复用功能的方式配置对应引脚。
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微信公众号一mos管栅极反并二极管为了加速关断，为什么不需要加速开通呢？ - 知乎5被浏览335分享邀请回答0添加评论分享收藏感谢收起N沟道MOS管截止状态下，栅极电压高于漏极电压，MOS管就损坏？并且能修复？_百度知道
N沟道MOS管截止状态下，栅极电压高于漏极电压，MOS管就损坏？并且能修复？
一个常用N沟道MOS管2N7002E（NXP产），封装SOT32，取一只新管进行测量（未焊接、未使用），使用万用表的“二极管”档，1. 红笔接S，黑笔接D，有0.6V压降，正常；2. 红笔接D，黑笔接S，无压降，完全绝缘，正常；3. 这时，将红笔接G，黑笔接D，万用表鸣响，短路...
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由于栅极绝缘程度极高，栅极又有电容特性。因此极容量积累电荷，并存储电荷，形成电压。在你测量的过程中，如果栅极悬空被空间电荷或者感应电荷存储了，也或者在用万用表对栅极电容进行了充电操作，都会让MOS管的DS持续保持导通。如果电压过高，栅极可能击穿损坏。在测量DS时候，最好将G与S短接，或者GS之间接一个电阻，或者放置在防静电的工作台上。由于MOS过于脆弱，一定保证人体无静电。从你测量的结果看，明显的G存储了电荷并导致DS导通，G的电荷释放后DS又恢复了正常。
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来自团队：
一般遇到这种情况使用表笔短接GDS三个极进行放电后在去测量，就可以了，因为场管GDS相当于电容，是属于正常现象，将GDS三个脚短接放电后在测就正常了。。。
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