mos管門級驅(qū)動電阻計算

1、關(guān)于MOSFET驅(qū)動電阻的選擇等效驅(qū)動電路：L為PCB走線電感，根據(jù)他人經(jīng)驗其值為直走線1nH/mm，考慮其他走線因素，取L=Length+10（nH），其中Length單位取mm。Rg為柵極驅(qū)動電阻，設(shè)驅(qū)動信號為12V峰值的方波。Cgs為MOSFET柵源極電容，不同的管子及不同的驅(qū)動電壓時會不一樣，這兒取1nF。VL+VRg+VCgs=12V令驅(qū)動電流得到關(guān)于Cgs上的驅(qū)動電壓微分方程：用拉普拉斯變換得到變換函數(shù)：這是個3階系統(tǒng)，當其極點為3個不同實根時是個過阻尼震蕩，有兩個相同實根時是臨界阻尼震蕩，當有虛根時是欠阻尼震蕩，此時會在MOSFET柵極產(chǎn)生上下震蕩的波形，這是我們不希望看到的，因

2、此柵極電阻Rg阻值的選擇要使其工作在臨界阻尼和過阻尼狀態(tài)，考慮到參數(shù)誤差實際上都是工作在過阻尼狀態(tài)。根據(jù)以上得到，因此根據(jù)走線長度可以得到Rg最小取值范圍。分別考慮20m長m和70mm長的走線： L20=30nH，L70=80nH， 則Rg20=8.94，Rg70=17.89，以下分別是電壓電流波形：驅(qū)動電壓：驅(qū)動電流：可以看到當Rg比較小時驅(qū)動電壓上沖會比較高，震蕩比較多，L越大越明顯，此時會對MOSFET及其他器件性能產(chǎn)生影響。但是阻值過大時驅(qū)動波形上升比較慢，當MOSFET有較大電流通過時會有不利影響。此外也要看到，當L比較小時，此時驅(qū)動電流的峰值比較大，而一般IC的驅(qū)動電流輸出能力都是

3、有一定限制的，當實際驅(qū)動電流達到IC輸出的最大值時，此時IC輸出相當于一個恒流源，對Cgs線性充電，驅(qū)動電壓波形的上升率會變慢。電流曲線就可能如左圖所示（此時由于電流不變，電感不起作用）。這樣可能會對IC的可靠性產(chǎn)生影響，電壓波形上升段可能會產(chǎn)生一個小的臺階或毛刺。一般IC的PWM OUT輸出如左圖所示，內(nèi)部集成了限流電阻Rsource和Rsink，通常RsourceRsink，具體數(shù)值大小同IC的峰值驅(qū)動輸出能力有關(guān)，可以近似認為R=Vcc/Ipeak。一般IC的驅(qū)動輸出能力在0.5A左右，因此Rsource在20左右。由前面的電壓電流曲線可以看到一般的應(yīng)用中IC的驅(qū)動可以直接驅(qū)動MOSFE

4、T，但是考慮到通常驅(qū)動走線不是直線，感量可能會更大，并且為了防止外部干擾，還是要使用Rg驅(qū)動電阻進行抑制?？紤]到走線分布電容的影響，這個電阻要盡量靠近MOSFET的柵極。關(guān)于Rg、L對于上升時間的影響：(Cgs=1nF，VCgs=0.9*Vdrive)TR(nS)19492302045229Rg(ohm)10221001022100L(nH)303030808080可以看到L對上升時間的影響比較小，主要還是Rg影響比較大。上升時間可以用2*Rg*Cgs來近似估算，通常上升時間小于導(dǎo)通時間的二十分之一時，MOSFET開關(guān)導(dǎo)通時的損耗不致于會太大造成發(fā)熱問題，因此當MOSFET的最小導(dǎo)通時間確定后Rg最大值也就確定了，一般Rg在取值范圍內(nèi)越小越好，但是考慮EMI的話可以適當取大。以上討論的是MOSFET ON狀態(tài)時電阻的選擇，在MOSFET OFF狀態(tài)時為了保證柵極電荷快速瀉放，此時阻值要盡量小，這也是RsinkRsource的原因。通常為了保證快速瀉放，在Rg上可以并聯(lián)一個二極管。當瀉放電阻過小，由于走線電感的原因也會引起諧振（因此有些應(yīng)用中也會在這個二極管上串一個小電阻），但是由于二極管的反向電流不導(dǎo)通，此時Rg又參與反向諧振回路，因此可以抑制反向諧振的尖峰。這個二極管通常使用高頻小信號管1N4148。實際使用中還要考慮MOSFET柵漏極還有個電容Cgd的影響，MOSFET O