
(相關資料圖)
上一篇文章我們介紹過,為了使MOS管完全導通,需要盡量提高柵極的驅動電流。那是不是柵極驅動電流越大越好呢,即驅動電路的內阻越小越好?
在PCBlayout過程中,走線一定會引入寄生電感和極小的等效串聯電阻,加之MOS管柵極的寄生電容。因此對MOS管柵極的驅動,其實就可以等效成對RLC串聯電路的驅動。如下圖所示:
輸入5V/1MHz的方波信號Vin,測量到柵極電壓Vgs出現很嚴重的振鈴。這種振蕩帶來的危害可能是致命的,因為此時MOSFET不再只有徹底導通或者徹底關斷兩種狀態,而會反復進入高阻導通狀態。從而使MOSFET發熱嚴重,并進而燒毀MOSFET。
那為什么會出現上述的振蕩現象呢?學過二階電路的動態響應的動作應該就能理解,在RLC串聯電路中,當R<√(L/C)時,成為欠阻尼狀態,振蕩一定會發生。 那有了理論武器的指導,解決方法就很簡單了,使得R>=√(L/C)時,即過阻尼狀態(臨界阻尼實際應用中基本不會出現),振蕩就會消失。 如下圖,在驅動電路中增加一個串聯電阻(為了方便,直接將等效的寄生10mohm電阻改成10ohm),再觀察MOSFET柵極電壓波形振蕩現象消失。
至此,我們對MOSFET柵極驅動電路的振蕩問題應該有了比較直觀的理解。在實際解決這個問題的時候,我們需要優先考慮減小pcb引線電感,即增加走線寬度或減小走線長度。在電感無法減小的時候,才會采用增加一顆外部小電阻的方案(增加電阻會削弱驅動電流,具體影響可以參考上一篇文章)。
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審核編輯:湯梓紅
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