0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

MOSFET电路栅源极GS之间为什么需要并联一个电容?居然能解决MOS误导通的问题?

硬件那点事儿 来源:硬件那点事儿 作者:硬件那点事儿 2024-11-12 11:12 次阅读

Part 01

前言

MOSFET中,dv/dt指的是MOSFET在开关瞬态期间,其漏源电压Vds的变化率,即漏极和源极之间电压随时间的变化速度。一般想到dv/dt,我们第一反应是高dv/dt会导致强烈的电磁干扰,影响周围的敏感电路,降低系统的信号完整性。除此之外高dv/dt还会产生另外一大危害,那就是如果dv/dt过高,漏源电压的快速变化会通过栅-漏电容Cgd耦合到栅极电压Vgs,导致栅极电压瞬时上升,从而使MOSFET在关闭的情况下误导通。接下来我们就介绍一下原因以及应对方法。

wKgZoWcyyDqANzHXAAMFau6in7M156.png

Part 02

MOS误导通的原因

我们以DCDC电路为例,比如同步开关电源,其拓扑电路,一般是使用一组MOSFET作为上管和下管来分时开关实现稳压输出。当MOSFET高速开关时,MOSFET由导通切换到关断状态下,MOSFET的漏极和源极端子之间会产生快速上升的电压Vds。开关频率越高,对应的漏极和源极电压随时间的变化:dv/dt会越大,根据MOSFET的栅-漏极电容Cgd和栅-源极电容Cgs之间的比值会在MOS的G-S直接形成一个分压,或通过Cds流向栅极电阻R的电流会在栅极电阻两端形成一个分压,当此分压大于栅极开启电压时就会导致MOSFET自导通。

wKgZoWcyyDqAR69cAAELCI2zJpA985.png

为了便于理解,我们分别分析以下两种MOS误导通模型:

模型1:不考虑外部栅极电阻

此模型相当于MOS的栅极悬空

此时相当于Cgd和Cgs两个寄生电容串联接在Vds之间:

那么感应电压Vgs=Vds*Cgd/(Cgd+Cgs)

只有当Vds*Cgd/(Cgd+Cgs)

Vgth:MOS的开启电压

wKgZoWcyyDqACt45AACZqtoBUdY731.png

模型2:考虑外部栅极电阻

此模型相当于MOS的栅极接驱动器,驱动器输出低(我们假设驱动器输出低时的导通电阻为0)

此时相当于Cgd和Rg,i串联后接在Vds之间:

那么流经Cgd的电流为Igd=Cgd*dv/dt

栅极电压感应电压Vgs=Igd*Rg,i=Rg,i*Cgd*dv/dt

只有当Rg,i*Cgd*dv/dt

Vgth:MOS的开启电压

wKgZoWcyyDqAD6CxAABzKxORtuI051.png

Part 03

如何解决MOS误导通的问题?

基于模型1:感应电压Vgs=Vds*Cgd/(Cgd+Cgs)

我们可以通过在MOS栅源极并联电容来增大Cgs,这样相当于变相减小了Vgs,从而解决MOS误导通的问题。

2.基于模型2:感应电压Vgs=Rg,i*Cgd*dv/dt

可以通过限制dv/dt来解决此问题,如何限制dv/dt呢?可以在MOS栅极串联电阻Rg来降低MOSFET的开关速率,进而降低dv/dt。

有问题欢迎在评论区留言交流哦!

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • MOSFET
    +关注

    关注

    144

    文章

    7079

    浏览量

    212656
  • 电容
    +关注

    关注

    99

    文章

    5989

    浏览量

    149956
  • MOS
    MOS
    +关注

    关注

    32

    文章

    1245

    浏览量

    93440
  • 电磁干扰
    +关注

    关注

    36

    文章

    2282

    浏览量

    105304
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    MOSFET电路GS之间并联电容后,MOS管为什么会炸管?原因分析

    MOSFET炸管也有三大原因,电压,电流,温度,比如MOSFET两端的电压超过了最大极限值,或者MOSFET的漏
    的头像 发表于 11-15 18:25 1092次阅读
    <b class='flag-5'>MOSFET</b><b class='flag-5'>电路</b><b class='flag-5'>栅</b><b class='flag-5'>源</b><b class='flag-5'>极</b><b class='flag-5'>GS</b><b class='flag-5'>之间</b><b class='flag-5'>并联</b><b class='flag-5'>电容</b>后,<b class='flag-5'>MOS</b>管为什么会炸管?原因分析

    开关电源常用的MOSFET驱动电路

    )开关导通期间驱动电路能保证MOSFET间电压保持稳定且可靠导通。(3)关断瞬间驱动电路
    发表于 01-09 18:00

    如何控制电流电容的充电

    电流,其电流大小未知,其变化范围从微安到几十毫安(5V供电),需要设计可控
    发表于 05-19 11:44

    多颗MOS管的并联应用研究

    管的栅极。这种应用最好在之间并联15V左右
    发表于 10-12 16:47

    浅析MOS管串联并联的驱动应用

    管的栅极。这种应用最好在之间并联15V左右
    发表于 11-28 12:08

    浅析功率型MOS电路设计的详细应用

    ,或者有可能造成功率管遭受过高的di/dt而引起误导通。为避免上述现象的发生,通常在MOS驱动器的输出与MOS管的栅极之间串联
    发表于 12-10 14:59

    分享几个模块电源中常见的MOSFET驱动电路

    )开关导通期间驱动电路能保证MOSFET间电压保持稳定且可靠导通。(3)关断瞬间驱动电路
    发表于 02-21 06:30

    MOS管漏导通的原因是什么?

    普通N MOS管给栅极高电压 ,漏低电压,漏
    发表于 06-21 13:30

    功率MOSFET的结构特点是什么?为什么要在栅极和之间并联电阻?

    功率MOSFET的结构特点为什么要在栅极和之间并联
    发表于 03-10 06:19

    MOSFET的门源并联电容相关资料下载

    MOSFET并联电容后,开关可靠性得到提升开关电路如下图
    发表于 12-30 07:40

    电容应用:MOSFET的门源并联电容

    MOSFET并联电容后,开关可靠性得到提升开关电路如下图
    发表于 01-10 10:14 12次下载
    <b class='flag-5'>电容</b>应用:<b class='flag-5'>MOSFET</b>的门源<b class='flag-5'>极</b><b class='flag-5'>并联</b><b class='flag-5'>电容</b>

    mos芯片源栅极在哪 mos管怎么判断漏

    之间的连接是理解该器件工作原理的关键。 MOS管结构简介: MOS管是由片半导体材料(通常是硅)构成的,通过在硅片上掺杂不同类型的杂质形成两
    的头像 发表于 01-10 15:34 5495次阅读

    MOSFET振荡究竟是怎么来的?振荡的危害什么?如何抑制

    的自激振荡现象。这种振荡般是由于MOSFET内部参数和外部电路条件导致的,并可能对电路性能产生负面影响。
    的头像 发表于 03-27 15:33 1515次阅读

    mosgs之间电阻阻值怎么选

    MOS管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,金属氧化物半导体场效应晶体管)的GS(栅极-
    的头像 发表于 09-18 10:04 1220次阅读

    有的MOSFET电路极为什么要并联稳压二管?文搞懂MOS Vdss,Vgss,Id,Idm参数选型

    的栅极和之间并联稳压二管。那为什么有的
    的头像 发表于 11-21 14:07 32次阅读