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分析如何消除mos管GS波形振荡及MOS管GS之間並聯電阻作用-KIA MOS管

信息來源:本站 日期:2019-04-08 

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MOS管,GS波形振蕩

如何消除mos管的GS波形振蕩,先了解mos管是金屬(metal)、氧化物(oxide)、半導體(semiconductor)場效應晶體管,或者稱是金屬—絕緣體(insulator)、半導體。MOS管的source和drain是可以對調的,他們都是在P型backgate中形成的N型區。在多數情況下,這個兩個區是一樣的,即使兩端對調也不會影響器件的性能。這樣的器件被認爲是對稱的。


MOS管,GS波形振蕩


解析如何消除mos管的GS波形振蕩

對于電源工程師來講,如何消除mos管的GS波形振蕩,我們很多時候都在波形,看輸入波形,MOS開關波形,電流波形,輸出二極管波形,芯片波形,MOS管的GS波形,我們拿開關GS波形爲例來聊一下GS的波形。


我們測MOS管GS波形時,有時會看到下圖中的這種波形,在芯片輸出端是非常好的方波輸出,但一旦到了MOS管的G極就出問題了,有振蕩,這個振蕩小的時候還能勉強過關,但是有時候振蕩特別大。


MOS管,GS波形振蕩


這個波形中的振蕩是怎麽回事?有沒有辦法消除?


MOS管,GS波形振蕩



IC出來的波形正常,到C1兩端的波形就有振蕩了,實際上這個振蕩就是R1,L1和C1三個元器件的串聯振蕩引起的,R1爲驅動電阻,是我們外加的,L1是PCB上走線的寄生電感,C1是mos管gs的寄生電容。


對于一個RLC串聯諧振電路,其中L1和C1不消耗功率,電阻R1起到阻值振蕩的作用阻尼作用。

實際上這個電阻的值就決定了C1兩端會不會振蕩。


1、當R1》2(L1/C1)^0.5時,S1,S2爲不相等的實數根。過阻尼情況。

在這種情況下,基本不會發生振蕩的。


2、當R1=2(L1/C1)^0.5時,S1,S2爲兩個相等的實數根。臨界情況。

在這種情況下,有振蕩也是比較微弱的。


3、當R1《2(L1/C1)^0.5時,S1,S2爲共轭複數根。欠阻尼情況。

在這種情況下,電路一定會發生振蕩。

所以對于上述的幾個振蕩需要消除的話,我們有幾個選擇。


1,增大電阻R1使R1≥2(L1/C1)^0.5,來消除振蕩,對于增大R1會降低電源效率的,我們一般選擇接近臨界的阻值。


2,減小PCB走線寄生電感,這個就是說在布局布線中一定要注意的。


3、增大C1,對于這個我們往往都不太好改變,C1的增大會使開通時間大大加長,我們一般都不去改變他。

所以最主要的還是在布局布線的時候,特別注意走線的長度“整個驅動回路的長度”越短越好,另外可以適當加大R1。


MOS管GS之間並聯電阻作用

在MOS管的驱动电路里,某些场合下,会看到这个电阻,在某些场合中,又没有这个电阻.这个电阻的值比较常见的为5k,10k.但是这个电阻有什么用呢?  

在分析這個問題之間,可以做一個簡單的實驗:


找一个mos管,MOS管GS击穿让它的G悬空,然后在DS上加电压,结果是怎样?结果是在输入电压才几十V的时候,管子就烧掉了,因为管子导通了.  


为什么mos管在没有加驱动信号(比如驱动芯片在没启动或者损坏的情况下芯片驱动脚为高阻态)的前提下会导通,那是因为管子的DG,GS之间分别有结电容,Cdg和Cgs.所以加在DS之间电压会通过Cdg给Cgs充电,这样G极的电压就会抬高直到mos管导通.  

所以在驱动电路没有工作,而且没有放电回路的时候,mos管很容易被击穿.假如采用变压器驱动,变压器绕组可以起到放电作用,所以即使不加GS电阻,在驱动没有的情况下,管子也不会自己导通 。


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