1.MOSFET驅(qū)動(dòng)前面都有一個(gè)電阻.那個(gè)電阻取值是怎么得來的?是根據(jù)MOSFET大小來決定的? 取大取小對(duì)MOSFET和電源會(huì)發(fā)生什么問題?
2.G和S極之間為什么要接一個(gè)電阻?作用是什么?取大取小對(duì)MOSFET和電源會(huì)發(fā)生什么問題?
希望說得更明白一點(diǎn).謝謝 !
1.MOSFET驅(qū)動(dòng)前面都有一個(gè)電阻.那個(gè)電阻取值是怎么得來的?是根據(jù)MOSFET大小來決定的? 取大取小對(duì)MOSFET和電源會(huì)發(fā)生什么問題?
2.G和S極之間為什么要接一個(gè)電阻?作用是什么?取大取小對(duì)MOSFET和電源會(huì)發(fā)生什么問題?
希望說得更明白一點(diǎn).謝謝 !
MOSFET是電壓性驅(qū)動(dòng)元件, 不需要大電流驅(qū)動(dòng),但由于存在結(jié)電容, 每個(gè)開關(guān)周期都需要對(duì)結(jié)電容Ciss,Cgd充放電, 串聯(lián)在柵極的電阻大小, 就決定了對(duì)結(jié)電容充和放電速度. 電阻小的話,就充放電峰值電流大, 開關(guān)速度快. MOSFET的開關(guān)損耗小. 但是EMI一般會(huì)變差. 同時(shí)要注意驅(qū)動(dòng)電路元件的電流使用率會(huì)高. 反之亦然.
所以這個(gè)串聯(lián)電阻跟驅(qū)動(dòng)電壓, 結(jié)電容, 驅(qū)動(dòng)電路元件載流能力是相關(guān)的, 一般取4.7-100ohm.
至于, G和S間的并聯(lián)電阻, 是針對(duì)MOSFET的G和S間的高輸入阻抗而加的, 因?yàn)楦咦杩瓜鄬?duì)于空間寄生電容來說, 也可能藕合到足夠高的NOISE信號(hào)在G和S上.這個(gè)NOISE信號(hào)有可能異常開通MOSFET. 假如驅(qū)動(dòng)電路在關(guān)斷的時(shí)候不能保證把G用低阻抗拉到S, 就需要這個(gè)電阻了. 另外, 這個(gè)電阻也可以防止靜態(tài)不通電時(shí)的ESD損壞. 這個(gè)電阻一般取10K-100Kohm.
其實(shí),這些是基礎(chǔ)的知識(shí), 你可以再看下<<模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)>>這本書.
1:“緩沖”電阻,2個(gè)作用,減緩驅(qū)動(dòng)器的電流上升速率和減慢MOS的開通時(shí)間,這2件事都是為了減低EMI(對(duì)于硬開關(guān)而言),但代價(jià)是減低了效率,顯然電阻也越大該環(huán)節(jié)的EMC越好,損耗也越大,掂量著用就是了,一般在數(shù)Ω到數(shù)十歐姆選用(很多情況下在電阻2端并一個(gè)反向二極管以加速M(fèi)OS的關(guān)斷)。選用低Qg的MOS可以減少這個(gè)電阻的困擾。
2:放電電阻,保證MOS在工作之前柵極的靜電被泄放,以避免上電時(shí)MOS因靜電處于導(dǎo)通(非控制的)狀態(tài)而帶來災(zāi)禍(炸機(jī)),這個(gè)電阻萬萬不可忽視,一般在10k-100k選用。
其他樓下補(bǔ)充
謝謝了,,以前只知道選用,不知道作用是什么?,F(xiàn)在知道了。謝謝
謝謝,
以前只知道選用多大的。而不知道作用,謝謝!
其實(shí),這些是基礎(chǔ)的知識(shí), 你可以再看下<<模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)>>這本書.
這本書上沒有這些吧。。。。。。。。。。
給你參考下。
關(guān)于MOSFET驅(qū)動(dòng)電阻的選擇
等效驅(qū)動(dòng)電路:
L為PCB走線電感,根據(jù)他人經(jīng)驗(yàn)其值為直走線1nH/mm,考慮其他走線因素,取L=Length+10(nH),其中Length單位取mm。
Rg為柵極驅(qū)動(dòng)電阻,設(shè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)為12V峰值的方波。
Cgs為MOSFET柵源極電容,不同的管子及不同的驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)會(huì)不一樣,這兒取1nF。
VL+VRg+VCgs=12V
令驅(qū)動(dòng)電流
得到關(guān)于Cgs上的驅(qū)動(dòng)電壓微分方程:
用拉普拉斯變換得到變換函數(shù):
這是個(gè)3階系統(tǒng),當(dāng)其極點(diǎn)為3個(gè)不同實(shí)根時(shí)是個(gè)過阻尼震蕩,有兩個(gè)相同實(shí)根時(shí)是臨界阻尼震蕩,當(dāng)有虛根時(shí)是欠阻尼震蕩,此時(shí)會(huì)在MOSFET柵極產(chǎn)生上下震蕩的波形,這是我們不希望看到的,因此柵極電阻Rg阻值的選擇要使其工作在臨界阻尼和過阻尼狀態(tài),考慮到參數(shù)誤差實(shí)際上都是工作在過阻尼狀態(tài)。
根據(jù)以上得到 ,因此根據(jù)走線長度可以得到Rg最小取值范圍。
分別考慮20m長m和70mm長的走線: L20=30nH,L70=80nH, 則Rg20=8.94Ω,Rg70=17.89Ω,
以下分別是電壓電流波形:
驅(qū)動(dòng)電壓:
驅(qū)動(dòng)電流:
可以看到當(dāng)Rg比較小時(shí)驅(qū)動(dòng)電壓上沖會(huì)比較高,震蕩比較多,L越大越明顯,此時(shí)會(huì)對(duì)MOSFET及其他器件性能產(chǎn)生影響。但是阻值過大時(shí)驅(qū)動(dòng)波形上升比較慢,當(dāng)MOSFET有較大電流通過時(shí)會(huì)有不利影響。
此外也要看到,當(dāng)L比較小時(shí),此時(shí)驅(qū)動(dòng)電流的峰值比較大,而一般IC的驅(qū)動(dòng)電流輸出能力都是有一定限制的,當(dāng)實(shí)際驅(qū)動(dòng)電流達(dá)到IC輸出的最大值時(shí),此時(shí)IC輸出相當(dāng)于一個(gè)恒流源,對(duì)Cgs線性充電,驅(qū)動(dòng)電壓波形的上升率會(huì)變慢。電流曲線就可能如左圖所示(此時(shí)由于電流不變,電感不起作用)。這樣可能會(huì)對(duì)IC的可靠性產(chǎn)生影響,電壓波形上升段可能會(huì)產(chǎn)生一個(gè)小的臺(tái)階或毛刺。
一般IC的PWM OUT輸出如左圖所示,內(nèi)部集成了限流電阻Rsource和Rsink,通常Rsource>Rsink,具體數(shù)值大小同IC的峰值驅(qū)動(dòng)輸出能力有關(guān),可以近似認(rèn)為R=Vcc/Ipeak。一般IC的驅(qū)動(dòng)輸出能力在0.5A左右,因此Rsource在20Ω左右。
由前面的電壓電流曲線可以看到一般的應(yīng)用中IC的驅(qū)動(dòng)可以直接驅(qū)動(dòng)MOSFET,但是考慮到通常驅(qū)動(dòng)走線不是直線,感量可能會(huì)更大,并且為了防止外部干擾,還是要使用Rg驅(qū)動(dòng)電阻進(jìn)行抑制??紤]到走線分布電容的影響,這個(gè)電阻要盡量靠近MOSFET的柵極。
關(guān)于Rg、L對(duì)于上升時(shí)間的影響:(Cgs=1nF,VCgs=0.9*Vdrive)
TR(nS) |
19 |
49 |
230 |
20 |
45 |
229 |
Rg(ohm) |
10 |
22 |
100 |
10 |
22 |
100 |
L(nH) |
30 |
30 |
30 |
80 |
80 |
80 |
可以看到L對(duì)上升時(shí)間的影響比較小,主要還是Rg影響比較大。上升時(shí)間可以用2*Rg*Cgs來近似估算,通常上升時(shí)間小于導(dǎo)通時(shí)間的二十分之一時(shí),MOSFET開關(guān)導(dǎo)通時(shí)的損耗不致于會(huì)太大造成發(fā)熱問題,因此當(dāng)MOSFET的最小導(dǎo)通時(shí)間確定后Rg最大值也就確定了 ,一般Rg在取值范圍內(nèi)越小越好,但是考慮EMI的話可以適當(dāng)取大。
以上討論的是MOSFET ON狀態(tài)時(shí)電阻的選擇,在MOSFET OFF狀態(tài)時(shí)為了保證柵極電荷快速瀉放,此時(shí)阻值要盡量小,這也是Rsink
實(shí)際使用中還要考慮MOSFET柵漏極還有個(gè)電容Cgd的影響,MOSFET ON時(shí)Rg還要對(duì)Cgd充電,會(huì)改變電壓上升斜率,OFF時(shí)VCC會(huì)通過Cgd向Cgs充電,此時(shí)必須保證Cgs上的電荷快速放掉,否則會(huì)導(dǎo)致MOSFET的異常導(dǎo)通。
說的不錯(cuò),學(xué)習(xí)了。
驅(qū)動(dòng)信號(hào)到G之間有個(gè)引線電感,和GS之間的電容之間形成LC震蕩,所以要加R來阻尼這個(gè)震蕩