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电阻在MOS管电路中的注意事项及参阅挑选办法,泄放电阻和栅极电阻有什么区别?

本站为您提供的电阻在MOS管电路中的注意事项及参考选择方法,泄放电阻和栅极电阻有什么区别?,MOS管的驱动对其工作效果起着决定性的作用。设计师既要考虑减少开关损耗,又要求驱动波形较好即振荡小、过冲小、EMI小。这两方面往往是互相矛盾的,需要寻求一个平衡点,即驱动电路的优化设计。驱动电路的优化设计包含两部分内容:一是最优的驱动电流、电压的波形;二是最优的驱动电压、电流的大小。在进行驱动电路优化设计之前,必须先清楚MOS管的模型、MOS管的开关过程、MOS管的栅极电荷以及MOS管的输入输出电容、跨接电容、等效电容等参数对驱动的影响

  电阻在MOS管电路中的注意事项及参阅挑选办法

  MOS管驱动电阻怎样挑选,给定频率,MOS管的Qg和上升沿怎样核算用多大电阻

  首要得知道输入电容巨细和驱动电压巨细,等效为电阻和电容串联电路,求出电容充电电压表达式,得出电阻和电容电压联系图

  MOS管的开关时刻要考虑的是Qg的,而不是有Ciss,Coss决议,看下面的Data.一个MOS或许有很大的

  输入电容,可是并不代表其导通需求的电荷量Qg就大,

  Ciss(输入电容)和Qg是有必定的联系,可是还要考虑MOS的跨导y.

  MOSFET栅极驱动的优化规划

  1 概述

  MOS管的驱动对其作业效果起着决议性的效果。规划师既要考虑削减开关损耗,又要求驱动波形较好即振动小、过冲小、EMI小。这两方面往往是互相矛盾的,需求寻求一个平衡点,即驱动电路的优化规划。驱动电路的优化规划包括两部分内容:一是最优的驱动电流、电压的波形;二是最优的驱动电压、电流的巨细。在进行驱动电路优化规划之前,有必要先清楚MOS管的模型、MOS管的开关进程、MOS管的栅极电荷以及MOS管的输入输出电容、跨接电容、等效电容等参数对驱动的影响。

  2 MOS管的模型

  MOS管的等效电路模型及寄生参数如图1所示。图1中各部分的物理含义为:

  (1)LG和LG代表封装端到实践的栅极线路的电感和电阻。

  (2)C1代表从栅极到源端N+间的电容,它的值是由结构所固定的。

  (3)C2+C4代表从栅极到源极P区间的电容。C2是电介质电容,共值是固定的。而C4是由源极到漏极的耗尽区的巨细决议,并随栅极电压的巨细而改动。当栅极电压从0升到敞开电压UGS(th)时,C4使整个栅源电容添加10%~15%。

  (4)C3+C5是由一个固定巨细的电介质电容和一个可变电容构成,当漏极电压改动极性时,其可变电容值变得相当大。

  (5)C6是随漏极电压改换的漏源电容。

MOS管的驱动对其作业效果起着决议性的效果。规划师既要考虑削减开关损耗,又要求驱动波形较好即振动小、过冲小、EMI小。这两方面往往是互相矛盾的,需求寻求一个平衡点,即驱动电路的优化规划。驱动电路的优化规划包括两部分内容:一是最优的驱动电流、电压的波形;二是最优的驱动电压、电流的巨细。在进行驱动电路优化规划之前,有必要先清楚MOS管的模型、MOS管的开关进程、MOS管的栅极电荷以及MOS管的输入输出电容、跨接电容、等效电容等参数对驱动的影响。

  MOS管输入电容(Ciss)、跨接电容(Crss)、输出电容(Coss)和栅源电容、栅漏电容、漏源电容间的联系如下:

MOS管的驱动对其作业效果起着决议性的效果。规划师既要考虑削减开关损耗,又要求驱动波形较好即振动小、过冲小、EMI小。这两方面往往是互相矛盾的,需求寻求一个平衡点,即驱动电路的优化规划。驱动电路的优化规划包括两部分内容:一是最优的驱动电流、电压的波形;二是最优的驱动电压、电流的巨细。在进行驱动电路优化规划之前,有必要先清楚MOS管的模型、MOS管的开关进程、MOS管的栅极电荷以及MOS管的输入输出电容、跨接电容、等效电容等参数对驱动的影响。

  3 MOS管的注册进程

  开关管的开关形式电路如图2所示,二极管可是外接的或MOS管固有的。开关管在注册时的二极管电压、电流波形如图3所示。在图3的阶段1开关管关断,开关电流为零,此刻二极管电流和电感电流持平;在阶段2开关导通,开关电流上升,一起二极管电流下降。开关电流上升的斜率和二极管电流下降的斜率的绝对值相同,符号相反;在阶段3开关电流持续上升,二极管电流持续下降,而且二极管电流符号改动,由正转到负;在阶段4,二极管从负的反向最大电流IRRM开端减小,它们斜率的绝对值持平;在阶段5开关管彻底注册,二极管的反向恢复完结,开关管电流等于电感电流。

MOS管的驱动对其作业效果起着决议性的效果。规划师既要考虑削减开关损耗,又要求驱动波形较好即振动小、过冲小、EMI小。这两方面往往是互相矛盾的,需求寻求一个平衡点,即驱动电路的优化规划。驱动电路的优化规划包括两部分内容:一是最优的驱动电流、电压的波形;二是最优的驱动电压、电流的巨细。在进行驱动电路优化规划之前,有必要先清楚MOS管的模型、MOS管的开关进程、MOS管的栅极电荷以及MOS管的输入输出电容、跨接电容、等效电容等参数对驱动的影响。

  图4是存储电荷高或低的两种二极管电流、电压波形。从图中能够看出存储电荷少时,反向电压的斜率大,而且会发生有害的振动。而前置电流低则存储电荷少,即在空载或轻载时是最坏条件。所以进行优化驱动电路规划时应着重考虑前置电流低的状况,即空载或轻载的状况,应使这时二极管发生的振动在可接受范围内。

MOS管的驱动对其作业效果起着决议性的效果。规划师既要考虑削减开关损耗,又要求驱动波形较好即振动小、过冲小、EMI小。这两方面往往是互相矛盾的,需求寻求一个平衡点,即驱动电路的优化规划。驱动电路的优化规划包括两部分内容:一是最优的驱动电流、电压的波形;二是最优的驱动电压、电流的巨细。在进行驱动电路优化规划之前,有必要先清楚MOS管的模型、MOS管的开关进程、MOS管的栅极电荷以及MOS管的输入输出电容、跨接电容、等效电容等参数对驱动的影响。

  4 栅极电荷QG和驱动效果的联系

  栅极电荷QG是使栅极电压从0升到10V所需的栅极电荷,它能够表明为驱动电流值与注册时刻之积或栅极电容值与栅极电压之积。现在大部分MOS管的栅极电荷QG值从几十纳库仑到一、两百纳库仑。

  栅极电荷QG包括了两个部分:栅极到源极电荷QGS;栅极到漏极电荷QGD—即“Miller”电荷。QGS是使栅极电压从0升到门限值(约3V)所需电荷;QGD是漏极电压下降时战胜“Miller”效应所需电荷,这存在于UGS曲线比较平整的第二段(如图5所示),此刻栅极电压不变、栅极电荷积累而漏极电压急聚下降,也便是在这时候需求驱动尖峰电流约束,这由芯睡内部完结或外接电阻完结。实践的QG还能够略大,以减小等效RON,可是太大也无益,所以10V到12V的驱动电压是比较合理的。这还包括一个重要的现实:需求一个高的尖峰电流以减小MOS管损耗和转化时刻。

MOS管的驱动对其作业效果起着决议性的效果。规划师既要考虑削减开关损耗,又要求驱动波形较好即振动小、过冲小、EMI小。这两方面往往是互相矛盾的,需求寻求一个平衡点,即驱动电路的优化规划。驱动电路的优化规划包括两部分内容:一是最优的驱动电流、电压的波形;二是最优的驱动电压、电流的巨细。在进行驱动电路优化规划之前,有必要先清楚MOS管的模型、MOS管的开关进程、MOS管的栅极电荷以及MOS管的输入输出电容、跨接电容、等效电容等参数对驱动的影响。

  重要是的关于IC来说,MOS管的均匀电容负荷并不是MOS管的输入电容Ciss,而是等效输入电容Ceff(Ceff=QG/UGS),即整个0《UGS《UGS(th)的等效电容,而Ciss仅仅UGS=0时的等效电容。

  漏极电流在QG波形的QGD阶段呈现,该段漏极电压依然很高,MOS管的损耗该段最大,并随UDS的减小而减小。QGD的大部分用来减小UDS从关断电压到UGS(th)发生的“Miller”效应。QG波形第三段的等效负载电容是:

MOS管的驱动对其作业效果起着决议性的效果。规划师既要考虑削减开关损耗,又要求驱动波形较好即振动小、过冲小、EMI小。这两方面往往是互相矛盾的,需求寻求一个平衡点,即驱动电路的优化规划。驱动电路的优化规划包括两部分内容:一是最优的驱动电流、电压的波形;二是最优的驱动电压、电流的巨细。在进行驱动电路优化规划之前,有必要先清楚MOS管的模型、MOS管的开关进程、MOS管的栅极电荷以及MOS管的输入输出电容、跨接电容、等效电容等参数对驱动的影响。

  5 优化栅极驱动规划

  在大大都的开关功率使用电路中,当栅极被驱动,开关导通时漏极电流上升的速度是漏极电压下降速度的几倍,这将形成功率损耗添加。为了解决问题能够添加栅极驱动电流,但添加栅极驱动上升斜率又将带来过冲、振动、EMI等问题。优化栅极驱动规划,正是在互相矛盾的要求中寻求一个平衡点,而这个平衡点便是开关导通时漏极电流上升的速度和漏极电压下降速度持平这样一种波形,抱负的驱动波形如图6所示。

  图6的UGS波形包括了这样几部分:UGS榜首段是快速上升到门限电压;UGS第二段是比较缓的上升速度以减慢漏极电流的上升速度,但此刻的UGS也有必要满意所需的漏极电流值;UGS第四段快速上升使漏极电压快速下降;UGS第五段是充电到最后的值。当然,要得到彻底相同的驱动波形是很困难的,可是能够得到一个大约的驱动电流波形,其上升时刻等于抱负的漏极电压下降时刻或漏极电流上升的时刻,而且具有满意的尖峰值来充电开关期间的较大等效电容。该栅极尖峰电流IP的核算是:电荷有必要彻底满意开关时期的寄生电容所需。

MOS管的驱动对其作业效果起着决议性的效果。规划师既要考虑削减开关损耗,又要求驱动波形较好即振动小、过冲小、EMI小。这两方面往往是互相矛盾的,需求寻求一个平衡点,即驱动电路的优化规划。驱动电路的优化规划包括两部分内容:一是最优的驱动电流、电压的波形;二是最优的驱动电压、电流的巨细。在进行驱动电路优化规划之前,有必要先清楚MOS管的模型、MOS管的开关进程、MOS管的栅极电荷以及MOS管的输入输出电容、跨接电容、等效电容等参数对驱动的影响。

  UG(th))

  6 使用实例

  在笔者规划的48V50A电路中选用双晶体管正激式改换电路,其开关管选用IXFH24N50,其参数为:

MOS管的驱动对其作业效果起着决议性的效果。规划师既要考虑削减开关损耗,又要求驱动波形较好即振动小、过冲小、EMI小。这两方面往往是互相矛盾的,需求寻求一个平衡点,即驱动电路的优化规划。驱动电路的优化规划包括两部分内容:一是最优的驱动电流、电压的波形;二是最优的驱动电压、电流的巨细。在进行驱动电路优化规划之前,有必要先清楚MOS管的模型、MOS管的开关进程、MOS管的栅极电荷以及MOS管的输入输出电容、跨接电容、等效电容等参数对驱动的影响。

  依据如前所述,驱动电压、电流的抱负波形不该该是一条直线,而应该是如图6所示的波形。试验波形见图7。

MOS管的驱动对其作业效果起着决议性的效果。规划师既要考虑削减开关损耗,又要求驱动波形较好即振动小、过冲小、EMI小。这两方面往往是互相矛盾的,需求寻求一个平衡点,即驱动电路的优化规划。驱动电路的优化规划包括两部分内容:一是最优的驱动电流、电压的波形;二是最优的驱动电压、电流的巨细。在进行驱动电路优化规划之前,有必要先清楚MOS管的模型、MOS管的开关进程、MOS管的栅极电荷以及MOS管的输入输出电容、跨接电容、等效电容等参数对驱动的影响。

  7 定论

  本文详细介绍了MOS管的电路模型、开关进程、输入输出电容、等效电容、电荷存储等对MOS管驱动波形的影响,及依据这些参数对驱动波形的影响进行的驱动波形的优化规划实例,取得了较好的实践效果。

  影响MOSFET开关速度除了其自身固有Tr,Tf外,还有一个重要的参数:Qg (栅极总静电荷容量)。该参数与栅极驱动电路的输出内阻一起构成了一个时刻参数,影响着MOSFET的功能(你主板的MOSFET的栅极驱动电路就集成在IRU3055这块PWM操控芯片内); r6 @0 k‘ S/ l3 }4 u, r/ W

  厂家给出的Tr,Tf值,是在栅极驱动内阻小到能够疏忽的状况下测出的,实践使用中就不相同了,特别是栅极驱动集成在PWM芯片中的电路,从PWM到MOSFET栅极的布线的宽度,长度,都会深刻影响MOSFET的功能。假如PWM的输出内阻原本就不低,加上MOS管的Qg又大,那么不管其Tr,Tf怎么优异,都或许会大大添加上升和下降的时刻

  偶以为,BUCK同步改换器中,高侧MOS管的Qg比RDS等其他参数更重要,别的,栅极驱动内阻与Qg的合作也很重要,必定 程度上便是由它的充电时刻决议高侧MOSFET的开关速度和损耗。。

  看从哪个视点动身。电荷泻怠慢,阐明时刻常数大。时刻常数是Ciss与Rgs的乘积。栅源极绝缘电阻大,阐明制作工艺操控较好,资料、芯片和管壳封装的外表杂质少,漏电少。时刻常数大,栅源极等效输入电容也大。栅源极等效输入电容,与管芯尺度成正比并与管芯规划有关。一般,管芯尺度大,Ron(导通电阻)小、跨导(增益)大。栅源极等效电容大,会添加开关时刻、下降开关功能、下降作业速度、添加功率损耗。Ciss与电荷注入率成正比,或许还与外加电压有关并具有非线性等。以上,均是在相同条件下的比照。从使用视点动身,平等价格,大都规划期望选用3个等效电容(包括Ciss)小的器材。Ciss=Cgd+Cgs,充放电时刻上也有先后,先是Cgs充溢,然后是Cgd.。

  泄放电阻和栅极电阻有什么区别?

  场效应管栅极与源极之间加一个电阻,这个电阻起到什么效果?

  一是为场效应管供给偏置电压;二是起到泻放电阻的效果:维护栅极G-源极S;

  榜首个效果好了解,这儿解释一下第二个效果的原理——维护栅极G-源极S:场效应管的G-S极间的电阻值是很大的,这样只需有少数的静电就能使他的G-S极间的等效电容两头发生很高的电压,假如不及时把这些少数的静电泻放掉,他两头的高压就有或许使场效应管发生误动作,甚至有或许击穿其G-S极;这时栅极与源极之间加的电阻就能把上述的静电泻放掉,然后起到了维护场效应管的效果。

MOS管的驱动对其作业效果起着决议性的效果。规划师既要考虑削减开关损耗,又要求驱动波形较好即振动小、过冲小、EMI小。这两方面往往是互相矛盾的,需求寻求一个平衡点,即驱动电路的优化规划。驱动电路的优化规划包括两部分内容:一是最优的驱动电流、电压的波形;二是最优的驱动电压、电流的巨细。在进行驱动电路优化规划之前,有必要先清楚MOS管的模型、MOS管的开关进程、MOS管的栅极电荷以及MOS管的输入输出电容、跨接电容、等效电容等参数对驱动的影响。

  看一个详细的比如:MOS管在开关状况作业时,Q1、Q2是轮番导通,MOS管栅极在重复充、放电状况,假如在此刻封闭电源,MOS管的栅极就有两种状况:一种是放电状况,栅极等效电容没有电荷存储;另一个是充电状况,栅极等效电容正好处于电荷充溢状况,如下图a所示。尽管电源堵截,此刻Q1、Q2也都处于断开状况,电荷没有开释的回路,但MOS管栅极的电场依然存在(能坚持很长时刻),树立导电沟道的条件并没有消失。这样在再次开机瞬间,因为鼓励信号还没有树立,而开机瞬间MOS管的漏极电源(V1)随机供给,在导电沟道的效果下,MOS管马上发生不受控的巨大漏极电流Id,引起MOS管烧坏。为了防止此现象发生,在MOS管的栅极对源极并接一只泄放电阻R1,如下图b所示,关机后栅极存储的电荷经过R1敏捷开释,此电阻的阻值不行太大,以确保电荷的敏捷开释,一般在五千欧至数十千欧左右。

  灌流电路主要是针对MOS管在作为开关营运用时其容性的输入特性,引起“开”、“关”动作滞后而设置的电路,当MOS管作为其他用处,例如线性扩大等使用时,就没有必要设置灌流电路。

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