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【讨论】限制MOSFET开关速度的因素

我们知道MOSFET的开关速度相对于三极管已经有相当大的改善,可以达到数百K,甚至上M;但我们想想,当我们需要MOSFET有更高的开关速度,更小的损耗时,限制MOSFET的开关速度有哪些因素在作怪呢?

欢迎大家讨论!

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2010-12-10 16:00

我先来说几点:

1、MOSFET的G极驱动电阻引起的延时

2、PCB Layout引起的寄生电感影响驱动电流

3、MOSFET封装本身引起的ESR与ESL

4、MOSFET的米勒效应

5……

抛砖引玉,欢迎大家继续补充。


关键词:MOSFET

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2010-12-12 21:14
@心中有冰
我先来说几点:1、MOSFET的G极驱动电阻引起的延时2、PCBLayout引起的寄生电感影响驱动电流3、MOSFET封装本身引起的ESR与ESL4、MOSFET的米勒效应5……抛砖引玉,欢迎大家继续补充。关键词:MOSFET
冰版是从内部来考虑MOSFET的特性,说实话我还没怎么关心这些,其实我们需要的是怎样在一个固有的MOSFET上实现更好的速度。。我想听听驱动方面的考虑,谢谢。。。
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2010-12-12 21:15
@心中有冰
我先来说几点:1、MOSFET的G极驱动电阻引起的延时2、PCBLayout引起的寄生电感影响驱动电流3、MOSFET封装本身引起的ESR与ESL4、MOSFET的米勒效应5……抛砖引玉,欢迎大家继续补充。关键词:MOSFET

俺补充一点,开关损耗

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映雪
LV.4
5
2010-12-12 21:49
@fly
俺补充一点,开关损耗

想听想听超想听,刚刚还在看有关MOSFET的知识

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2010-12-12 22:15
@映雪
想听想听超想听,刚刚还在看有关MOSFET的知识
不会吧,你也看这个??
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2010-12-12 22:18
@心中有冰
我先来说几点:1、MOSFET的G极驱动电阻引起的延时2、PCBLayout引起的寄生电感影响驱动电流3、MOSFET封装本身引起的ESR与ESL4、MOSFET的米勒效应5……抛砖引玉,欢迎大家继续补充。关键词:MOSFET
以上列出的几点已很给力,坐等冰版分析~
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水蜘蛛
LV.8
8
2010-12-12 22:55
你自己
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水蜘蛛
LV.8
9
2010-12-12 22:56
其它都是骗自己的理由。
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冰上鸭子
LV.10
10
2010-12-13 08:09
@水蜘蛛
其它都是骗自己的理由。

不理解  为什么是骗自己的理由?

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XXKGDY
LV.6
11
2010-12-13 10:15
@冰上鸭子
不理解 为什么是骗自己的理由?
坐好了,等待讲课。
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godsent
LV.4
12
2010-12-13 11:12
@XXKGDY
坐好了,等待讲课。

期待。。。

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hk2007
LV.8
13
2010-12-13 11:18
@fly
俺补充一点,开关损耗
EMI.开关速度过快,EMI比较难搞,要花较大的成本。
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jepsun
LV.9
14
2010-12-13 11:19
@心中有冰
我先来说几点:1、MOSFET的G极驱动电阻引起的延时2、PCBLayout引起的寄生电感影响驱动电流3、MOSFET封装本身引起的ESR与ESL4、MOSFET的米勒效应5……抛砖引玉,欢迎大家继续补充。关键词:MOSFET

驱动的原因比较好理解。

对其寄生参数引起的,很有兴趣~了解。

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水蜘蛛
LV.8
15
2010-12-13 11:39
@冰上鸭子
不理解 为什么是骗自己的理由?

高压功率器件速度越来越快,最早的SCR/BJT速度是大约4~20微秒开关速度;后来BJT/IGBT提高到150纳秒左右,现在实际可以达到8纳秒水平。在不久将来;会达到1纳秒左右。

驱动要求也越来越高;仅以驱动线长为例,早期的驱动线没啥特别要求;只要双绞就基本够用了。后来的高速IGBT/FET的栅线;除双绞外;长度被限制在10CM以内。从现在的测试看;要求未来的高速器件的驱动线被限制在1CM以内。

就这驱动线长的问题;估计大多数工程师只是经验所谈;没多少人能从理论上说清楚而自觉的设定工程参数。

理论的缺乏和经验口口相传的不确定性;直接拖了应用后退。找各种理由去解释?就上面提出的假设;多是出自于此。

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2010-12-13 11:59
@高等数学
以上列出的几点已很给力,坐等冰版分析~[图片]

呵呵,我发此帖的目的是大家来讨论,不是我来上课呢。

老兄来说几句吧。

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2010-12-13 12:06
@水蜘蛛
高压功率器件速度越来越快,最早的SCR/BJT速度是大约4~20微秒开关速度;后来BJT/IGBT提高到150纳秒左右,现在实际可以达到8纳秒水平。在不久将来;会达到1纳秒左右。驱动要求也越来越高;仅以驱动线长为例,早期的驱动线没啥特别要求;只要双绞就基本够用了。后来的高速IGBT/FET的栅线;除双绞外;长度被限制在10CM以内。从现在的测试看;要求未来的高速器件的驱动线被限制在1CM以内。就这驱动线长的问题;估计大多数工程师只是经验所谈;没多少人能从理论上说清楚而自觉的设定工程参数。理论的缺乏和经验口口相传的不确定性;直接拖了应用后退。找各种理由去解释?就上面提出的假设;多是出自于此。

水大师是站在MOSFET的前沿技术,以及理想应用特性的高度,给我们很好的上了一课

我想在这里跟大家讨论下,实际工程应用中,MOSFET的开关速度跟哪些因素有关,以及我们在应用中如何去折衷,平衡各个参数,以达到较好的综合性能。

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2010-12-13 12:07
@fly
俺补充一点,开关损耗
MOSFET的开关速度对开关损耗有影响
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2010-12-13 12:08
@hk2007
EMI.开关速度过快,EMI比较难搞,要花较大的成本。
EMI与开关速度确实是个矛盾,这就是为何现在许多的软开关拓扑大行其道的原因
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映雪
LV.4
20
2010-12-13 12:37
@on_the_way_li
不会吧,你也看这个??[图片]
是的呢,在补习电源知识,还请各位老师多指教呢。
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冰上鸭子
LV.10
21
2010-12-13 12:38
@水蜘蛛
高压功率器件速度越来越快,最早的SCR/BJT速度是大约4~20微秒开关速度;后来BJT/IGBT提高到150纳秒左右,现在实际可以达到8纳秒水平。在不久将来;会达到1纳秒左右。驱动要求也越来越高;仅以驱动线长为例,早期的驱动线没啥特别要求;只要双绞就基本够用了。后来的高速IGBT/FET的栅线;除双绞外;长度被限制在10CM以内。从现在的测试看;要求未来的高速器件的驱动线被限制在1CM以内。就这驱动线长的问题;估计大多数工程师只是经验所谈;没多少人能从理论上说清楚而自觉的设定工程参数。理论的缺乏和经验口口相传的不确定性;直接拖了应用后退。找各种理由去解释?就上面提出的假设;多是出自于此。

,张知识了'什么叫  双绞线啊?

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水蜘蛛
LV.8
22
2010-12-13 14:09
@冰上鸭子
[图片],张知识了'什么叫 双绞线啊?

 

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冰上鸭子
LV.10
23
2010-12-13 14:13
@水蜘蛛
[图片][图片][图片] 
蜘蛛侠:我糊涂了,MOSFE的驱动线?
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水蜘蛛
LV.8
24
2010-12-13 14:17
@冰上鸭子
蜘蛛侠:我糊涂了,MOSFE的驱动线?

是滴

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jepsun
LV.9
25
2010-12-13 16:01
@心中有冰
EMI与开关速度确实是个矛盾,这就是为何现在许多的软开关拓扑大行其道的原因
还有 抖频!
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MYLAPLACE
LV.5
26
2010-12-13 16:21

先占个位子,有时间再看~

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jepsun
LV.9
27
2010-12-13 20:04
@冰上鸭子
[图片],张知识了'什么叫 双绞线啊?
绕变压器的线,很多不也是用的绞线嘛。
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水蜘蛛
LV.8
28
2010-12-13 20:09
@jepsun
绕变压器的线,很多不也是用的绞线嘛。
此绞线非彼绞线。目的和原理都不同
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2010-12-13 21:32
@jepsun
绕变压器的线,很多不也是用的绞线嘛。
变压器的绕线主要是为了方便绕线工艺的控制,更容易平整
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2010-12-13 22:17
@心中有冰
我先来说几点:1、MOSFET的G极驱动电阻引起的延时2、PCBLayout引起的寄生电感影响驱动电流3、MOSFET封装本身引起的ESR与ESL4、MOSFET的米勒效应5……抛砖引玉,欢迎大家继续补充。关键词:MOSFET

驱动也不是那么简单的,要理解透彻需要一番功夫

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2010-12-13 22:18

怎么都不愿意说呢?我来开个头吧

先来说说MOSFET的开通过程

我们知道,MOSFET的栅极驱动过程,可以简单的理解为驱动源对MOSFET的输入电容(主要是栅源极电容Cgs)的充放电过程;当Cgs达到门槛电压之后, MOSFET就会进入开通状态;当MOSFET开通后,Vds开始下降,Id开始上升,此时MOSFET进入饱和区;但由于米勒效应,Vgs会持续一段时间不再上升,此时Id已经达到最大,而Vds还在继续下降,直到米勒电容充满电,Vgs又上升到驱动电压的值,此时MOSFET进入电阻区,此时Vds彻底降下来,开通结束。

大家从这个开通过程来说说,到底哪些因素在这里影响了MOSFET的开通速度?

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