mosfet 电(dian)阻(zu)特(te)性(xing)参数-如何确定mosfet驱动电(dian)阻(zu)与电(dian)阻(zu)设计-KIA MOS管

信息来源(yuan)：本站　日期：2019-08-21　

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mosfet 电阻特性参数-如何确定mosfet驱动电阻及驱动电阻设计

mosfet 电阻主要特性参数

mosfet 电(dian)阻主(zhu)要(yao)特(te)性参(can)(can)数(shu)如下，电(dian)阻的主(zhu)要(yao)参(can)(can)数(shu)有电(dian)阻阻值，允许误差(cha)，额定功(gong)率，温(wen)度(du)系数(shu)等

1、标称阻(zu)值：电阻(zu)器上面所标示的阻(zu)值。

2、允许(xu)误差(cha)(cha)(cha)：标称阻(zu)值(zhi)与(yu)实(shi)际阻(zu)值(zhi)的差(cha)(cha)(cha)值(zhi)跟(gen)标称阻(zu)值(zhi)之比的百分数称阻(zu)值(zhi)偏差(cha)(cha)(cha)，它(ta)表示电阻(zu)器的精度。

3、额定功(gong)率：在正常的(de)大(da)气压力(li)90-106.6KPa及环境温度(du)为－55℃～＋70℃的(de)条(tiao)件下(xia)，电阻器长期工作所允(yun)许耗散的(de)最大(da)功(gong)率。

4、额定(ding)电压(ya)：由阻值(zhi)和额定(ding)功(gong)率换(huan)算出的电压(ya)。

5、温(wen)(wen)(wen)度(du)系数(shu)：温(wen)(wen)(wen)度(du)每变化1℃所引起(qi)的(de)(de)电阻(zu)(zu)值(zhi)的(de)(de)相对变化。温(wen)(wen)(wen)度(du)系数(shu)越小(xiao)，电阻(zu)(zu)的(de)(de)稳(wen)定性越好。阻(zu)(zu)值(zhi)随温(wen)(wen)(wen)度(du)升(sheng)高(gao)而增大的(de)(de)为正温(wen)(wen)(wen)度(du)系数(shu)，反之(zhi)为负温(wen)(wen)(wen)度(du)系数(shu)。

6、老化系数：电阻器在(zai)额定(ding)功(gong)率长期负荷(he)下，阻值相对(dui)变化的(de)百(bai)分数，它是表(biao)示(shi)电阻器寿命长短(duan)的(de)参数。

7、电压(ya)(ya)系数：在规定的(de)电压(ya)(ya)范围(wei)内，电压(ya)(ya)每变化(hua)1伏，电阻器(qi)的(de)相对变化(hua)量。

mosfet的驱动电阻如何确定

mosfet 电阻驱(qu)动(dong)是(shi)如(ru)何确定的(de)？常用的(de)MOSFET驱(qu)动(dong)电路如(ru)下(xia)图所示：

mosfet 电阻

常用的MOSFET驱(qu)动(dong)电路

其中(zhong)，Rg为驱动(dong)电阻；LK是驱动(dong)回(hui)路(lu)的感(gan)抗(kang)，一般(ban)(ban)在几(ji)十(shi)nH；Rpd的作用是给(ji)MOSFET栅极积累的电荷(he)提供泄(xie)放(fang)贿赂，一般(ban)(ban)取值在10K~几(ji)十(shi)K；Cgd、Cgs、Cds是MOSFET的三(san)个寄生电容。

驱(qu)动电阻下限值(zhi)的(de)计算原(yuan)则(ze)为(wei)：驱(qu)动电阻必须在驱(qu)动回(hui)路中提供足够的(de)阻尼，来阻尼MOSFET开通瞬间驱(qu)动电流的(de)震荡(dang)。

mosfet 电阻

实际设计时，一般先计算出(chu)Rg下限值(zhi)的大致范围(wei)，然后再通过实验(yan)，以驱动电流不发生震荡(dang)作为临界条件(jian)，得(de)出(chu)Rg的下限值(zhi)。

mosfet 电阻驱(qu)动电阻上限值(zhi)的(de)设计原则为：防止(zhi)MOSFET关断时产生很(hen)大的(de)dV/dt，使(shi)MOSFET管再次(ci)误(wu)开通。

mosfet 电阻

Vth为MOSFET门槛电压(ya)，Cgd和dV/dt在手册中(zhong)可(ke)查。

从(cong)上面的分析可(ke)以看到，在MOSFET管(guan)关断时，为了(le)防止误开通，应(ying)当尽(jin)量(liang)减小关断时驱动回路的阻抗。基于这(zhei)一思想，下(xia)面再给出两种很常用的改(gai)进型(xing)电(dian)路，可(ke)以有(you)效地避免关断时MOSFET的误开通问题。

mosfet 电阻

常用(yong)的MOSFET驱动电(dian)路(lu)改进电(dian)路(lu)1

mosfet 电阻

常(chang)用的MOSFET驱动电路改进电路2

mosfet 电(dian)阻(zu)驱动的(de)取值范(fan)(fan)围在(zai)(zai)5~100欧姆之间(jian)，那么在(zai)(zai)这(zhei)个(ge)范(fan)(fan)围内(nei)如何进一步(bu)优(you)化阻(zu)值的(de)选(xuan)取呢？这(zhei)就要(yao)从损耗(hao)方面来考虑。

当驱(qu)动电(dian)阻阻值越大时(shi)，MOSFET开(kai)通关断时(shi)间(jian)越长(zhang)，在开(kai)关时(shi)刻电(dian)压电(dian)流交叠时(shi)间(jian)越久，造成的(de)开(kai)关损耗就越大。所以在保证(zheng)驱(qu)动电(dian)阻能提(ti)供足够的(de)阻尼，防止驱(qu)动电(dian)流震荡(dang)的(de)前提(ti)下，驱(qu)动电(dian)阻应该越小越好。

驱(qu)动(dong)芯片的选型需要考虑驱(qu)动(dong)电(dian)流(liu)、功(gong)耗(hao)、传输延迟(chi)，对隔离(li)型驱(qu)动(dong)还要考虑原(yuan)副(fu)边(bian)隔离(li)电(dian)压，瞬(shun)态(tai)共模抑制。

下面一一从电流、功耗、传输延迟等几(ji)个方(fang)面来分析

1.驱动芯片的选型-最大电流

mosfet 电阻

Vgs为驱(qu)(qu)动电(dian)压的摆幅(fu)，在选择驱(qu)(qu)动芯(xin)片(pian)的时候，最(zui)重要的一点就是驱(qu)(qu)动芯(xin)片(pian)能提供(gong)的最(zui)大(da)电(dian)流要超过上式所得出的电(dian)流，即驱(qu)(qu)动芯(xin)片(pian)要有足够的“驱(qu)(qu)动能力”。

2.驱动芯片的选型-功耗

P_driver=Q_g×?V_gs×f_s

Q_g栅极充电电荷(he)，?V_gs为(wei)(wei)驱动(dong)(dong)电压的(de)(de)摆(bai)幅(fu)，f_s为(wei)(wei)MOSFET的(de)(de)开关频率。选(xuan)择驱动(dong)(dong)芯(xin)片时，应选(xuan)择驱动(dong)(dong)芯(xin)片所能(neng)提供的(de)(de)功率大于(yu)上式所计算出来的(de)(de)功率。同时还要考(kao)虑环境(jing)温度的(de)(de)影响，因为(wei)(wei)大多数(shu)驱动(dong)(dong)芯(xin)片所能(neng)提供的(de)(de)功率都(dou)是随着环境(jing)温度的(de)(de)升高而降额(e)的(de)(de)，如下图。

mosfet 电阻

驱动允(yun)许的损耗功率随(sui)着环境温(wen)度升高而降额(e)（IPW65R080CFD）

3.驱动芯片的选型-传输延迟

所谓传输(shu)延迟，即驱动芯片的输(shu)出信号上升沿和下降沿都要比输(shu)入信号延迟一段时间，其(qi)对应(ying)的波形如(ru)图(tu)下图(tu)。

mosfet 电阻

对(dui)于传(chuan)输延(yan)迟来说，我(wo)们一(yi)般希(xi)望有两点(dian)：1)传(chuan)输延(yan)时的实(shi)际要尽(jin)量(liang)短。2)“开通”传(chuan)输延(yan)时和“关断”传(chuan)输延(yan)时的一(yi)致(zhi)性要尽(jin)量(liang)好。

针(zhen)对第二点，如果开通和关断(duan)传(chuan)输延时(shi)(shi)不一致会有什么影(ying)响呢？我(wo)们(men)以(yi)常(chang)用的(de)IGBT驱动，光耦(ou)M57962为例(li)，给出其(qi)传(chuan)输延时(shi)(shi)的(de)数据：

mosfet 电阻

M57962的(de)(de)(de)(de)(de)开(kai)通传输延(yan)(yan)(yan)时(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)一(yi)(yi)(yi)般为(wei)(wei)(wei)1us，最大(da)(da)为(wei)(wei)(wei)1.5us；关断传输延(yan)(yan)(yan)时(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)一(yi)(yi)(yi)般为(wei)(wei)(wei)1us，最大(da)(da)为(wei)(wei)(wei)1.5us。其开(kai)通关断延(yan)(yan)(yan)时(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)致性(xing)很差，这样就会对死区时(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)间(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)造成很大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)响(xiang)。假(jia)设输入M57962的(de)(de)(de)(de)(de)驱(qu)动(dong)死区设置为(wei)(wei)(wei)1.5us。那么(me)实(shi)(shi)际到(dao)IGBT的(de)(de)(de)(de)(de)GE级的(de)(de)(de)(de)(de)驱(qu)动(dong)死区时(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)间(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)最大(da)(da)为(wei)(wei)(wei)2us(下管开(kai)通延(yan)(yan)(yan)时(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)1.5us, 上(shang)管关断延(yan)(yan)(yan)时(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)1us)，最小仅(jin)为(wei)(wei)(wei)1us(下管开(kai)通延(yan)(yan)(yan)时(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)1us, 上(shang)管关断延(yan)(yan)(yan)时(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)1.5us)。造成实(shi)(shi)际到(dao)达(da)IGBT的(de)(de)(de)(de)(de)GE级的(de)(de)(de)(de)(de)死区时(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)间(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)不一(yi)(yi)(yi)致。因此在(zai)设计死区时(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)间(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)时(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)，应当充(chong)分考虑到(dao)驱(qu)动(dong)芯(xin)片(pian)本身(shen)的(de)(de)(de)(de)(de)传输延(yan)(yan)(yan)时(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)不一(yi)(yi)(yi)致性(xing)，避免(mian)因此造成的(de)(de)(de)(de)(de)死区时(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)间(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)过小导致的(de)(de)(de)(de)(de)桥臂(bei)直(zhi)通。

4.驱动芯片的选型-原、副边绝缘电压

对于隔(ge)离(li)(li)型驱(qu)动(dong)来说(光耦隔(ge)离(li)(li)，磁耦隔(ge)离(li)(li))。需要(yao)(yao)考(kao)虑(lv)原、副边的绝(jue)缘(yuan)电(dian)压，一般项目(mu)中都会给出(chu)绝(jue)缘(yuan)电(dian)压的相(xiang)关要(yao)(yao)求。若没有相(xiang)关要(yao)(yao)求，一般可取(qu)绝(jue)缘(yuan)电(dian)压为MOSFET电(dian)压定额(e)的两(liang)倍(bei)以上。

5.驱动芯片的选型-共模瞬态抑制

对于桥式电路来说，同一桥臂上管(guan)的源(yuan)极 (也就是下管(guan)的漏极)是高(gao)频(pin)跳(tiao)变的，该高(gao)频(pin)跳(tiao)变的dv/dt会通过隔离驱动(dong)原(yuan)、副(fu)边(bian)的寄(ji)生(sheng)电容产生(sheng)较大的共(gong)模电流耦合到原(yuan)边(bian)，从而对控制驱动(dong)产生(sheng)影响，如图(tu)下图(tu)所(suo)示(shi)。

mosfet 电阻