1.MOSFET驱动前面都有一个电阻.那个电阻取值是怎么得来的?是根据MOSFET大小来决定的? 取大取小对MOSFET和电源会发生什么问题?
2.G和S极之间为什么要接一个电阻?作用是什么?取大取小对MOSFET和电源会发生什么问题?
希望说得更明白一点.谢谢 !
1.MOSFET驱动前面都有一个电阻.那个电阻取值是怎么得来的?是根据MOSFET大小来决定的? 取大取小对MOSFET和电源会发生什么问题?
2.G和S极之间为什么要接一个电阻?作用是什么?取大取小对MOSFET和电源会发生什么问题?
希望说得更明白一点.谢谢 !
MOSFET是电压性驱动元件, 不需要大电流驱动,但由于存在结电容, 每个开关周期都需要对结电容Ciss,Cgd充放电, 串联在栅极的电阻大小, 就决定了对结电容充和放电速度. 电阻小的话,就充放电峰值电流大, 开关速度快. MOSFET的开关损耗小. 但是EMI一般会变差. 同时要注意驱动电路元件的电流使用率会高. 反之亦然.
所以这个串联电阻跟驱动电压, 结电容, 驱动电路元件载流能力是相关的, 一般取4.7-100ohm.
至于, G和S间的并联电阻, 是针对MOSFET的G和S间的高输入阻抗而加的, 因为高阻抗相对于空间寄生电容来说, 也可能藕合到足够高的NOISE信号在G和S上.这个NOISE信号有可能异常开通MOSFET. 假如驱动电路在关断的时候不能保证把G用低阻抗拉到S, 就需要这个电阻了. 另外, 这个电阻也可以防止静态不通电时的ESD损坏. 这个电阻一般取10K-100Kohm.
其实,这些是基础的知识, 你可以再看下<<模拟电子技术基础>>这本书.
谢谢了,,以前只知道选用,不知道作用是什么。现在知道了。谢谢
谢谢,
以前只知道选用多大的。而不知道作用,谢谢!
其实,这些是基础的知识, 你可以再看下<<模拟电子技术基础>>这本书.
这本书上没有这些吧。。。。。。。。。。
给你参考下。
关于MOSFET驱动电阻的选择
等效驱动电路:
L为PCB走线电感,根据他人经验其值为直走线1nH/mm,考虑其他走线因素,取L=Length+10(nH),其中Length单位取mm。
Rg为栅极驱动电阻,设驱动信号为12V峰值的方波。
Cgs为MOSFET栅源极电容,不同的管子及不同的驱动电压时会不一样,这儿取1nF。
VL+VRg+VCgs=12V
令驱动电流
得到关于Cgs上的驱动电压微分方程:
用拉普拉斯变换得到变换函数:
这是个3阶系统,当其极点为3个不同实根时是个过阻尼震荡,有两个相同实根时是临界阻尼震荡,当有虚根时是欠阻尼震荡,此时会在MOSFET栅极产生上下震荡的波形,这是我们不希望看到的,因此栅极电阻Rg阻值的选择要使其工作在临界阻尼和过阻尼状态,考虑到参数误差实际上都是工作在过阻尼状态。
根据以上得到 ,因此根据走线长度可以得到Rg最小取值范围。
分别考虑20m长m和70mm长的走线: L20=30nH,L70=80nH, 则Rg20=8.94Ω,Rg70=17.89Ω,
以下分别是电压电流波形:
驱动电压:
驱动电流:
可以看到当Rg比较小时驱动电压上冲会比较高,震荡比较多,L越大越明显,此时会对MOSFET及其他器件性能产生影响。但是阻值过大时驱动波形上升比较慢,当MOSFET有较大电流通过时会有不利影响。
此外也要看到,当L比较小时,此时驱动电流的峰值比较大,而一般IC的驱动电流输出能力都是有一定限制的,当实际驱动电流达到IC输出的最大值时,此时IC输出相当于一个恒流源,对Cgs线性充电,驱动电压波形的上升率会变慢。电流曲线就可能如左图所示(此时由于电流不变,电感不起作用)。这样可能会对IC的可靠性产生影响,电压波形上升段可能会产生一个小的台阶或毛刺。
一般IC的PWM OUT输出如左图所示,内部集成了限流电阻Rsource和Rsink,通常Rsource>Rsink,具体数值大小同IC的峰值驱动输出能力有关,可以近似认为R=Vcc/Ipeak。一般IC的驱动输出能力在0.5A左右,因此Rsource在20Ω左右。
由前面的电压电流曲线可以看到一般的应用中IC的驱动可以直接驱动MOSFET,但是考虑到通常驱动走线不是直线,感量可能会更大,并且为了防止外部干扰,还是要使用Rg驱动电阻进行抑制。考虑到走线分布电容的影响,这个电阻要尽量靠近MOSFET的栅极。
关于Rg、L对于上升时间的影响:(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对上升时间的影响比较小,主要还是Rg影响比较大。上升时间可以用2*Rg*Cgs来近似估算,通常上升时间小于导通时间的二十分之一时,MOSFET开关导通时的损耗不致于会太大造成发热问题,因此当MOSFET的最小导通时间确定后Rg最大值也就确定了 ,一般Rg在取值范围内越小越好,但是考虑EMI的话可以适当取大。
以上讨论的是MOSFET ON状态时电阻的选择,在MOSFET OFF状态时为了保证栅极电荷快速泻放,此时阻值要尽量小,这也是Rsink
实际使用中还要考虑MOSFET栅漏极还有个电容Cgd的影响,MOSFET ON时Rg还要对Cgd充电,会改变电压上升斜率,OFF时VCC会通过Cgd向Cgs充电,此时必须保证Cgs上的电荷快速放掉,否则会导致MOSFET的异常导通。
说的不错,学习了。
驱动信号到G之间有个引线电感,和GS之间的电容之间形成LC震荡,所以要加R来阻尼这个震荡