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在MOSFET的栅极前增加一个电阻#xff1f;
MOS管是电压型控制器件#xff0c;一般情况下MOS管的导通#x…我们经常会听到在MOSFET栅极前增加一个电阻。那么为什么要增加这个电阻进一步地来讲为什么要增加一个100Ω电阻
在MOSFET的栅极前增加一个电阻
MOS管是电压型控制器件一般情况下MOS管的导通只需要控制栅极的电压超过其开启阈值电压即可并不需要栅极电流。
所以从本质上来讲MOS管工作室栅极上并不需要串联任何电阻。
还有一种情况也就是MOS管栅极存在的寄生电容。一般为了加快MOS管导通和截止的速度降低其导通和截止过程中的产生损耗栅极上的等效电阻是应该越小越好最好为0。 但我们却经常会看到关于MOSFET的电路中栅极前串联着一个电阻。如下图 那为什么要串联这个电阻呢
在开关状态下通常解释就是为了防止MOSFET在开关过程中会产生震荡波形因为这会增加MOSFET开关损耗不仅如此如果震荡过大还会引起MOS管被击穿。
再进一步讲为什么电阻是100Ω呢
我在网上看到一个仿真试验实验在MOSFET电路中的栅极串联电阻R3分别对它取1欧姆10欧姆50欧姆进行仿真实验
a. 当R3为1欧姆时输出电压Vds上出现高频震荡信号。
b. 当R3为10欧姆时输出电压Vds的高频震荡信号明显被衰减。
c. 当R3为50欧姆时输出电压Vds的上升沿变得缓慢。其栅极电压上因为漏极-栅极之间的米勒电容效应引发了台阶。此时对应的MOS管的功耗大大增加。
简单来说如果它的取值小了就会引起输出振铃如果大了就会增加MOS管的开关过渡时间从而增加其功耗。
是不是看到这里还是不太清楚选值为100Ω的作用在哪里我们以上面提到的开关震荡再进深一步探讨。这是一张MOSFET的驱动电路图 功率MOS管的驱动电路中会分布各种电感例如图中的L它们与MOSFET的Cgd, Cge会形成谐振电路对开关驱动信号中的高频谐波分量产生谐振进而引起功率管输出电压的波动。
MOS管的栅极串联电阻Rg会增大MOS管驱动回路中的损耗然后降低谐振回路的Q值使得电感与电容谐振现象快速衰减。
在这里我们可以理解到MOS管栅极上所串联的电阻是根据具体的MOS管和电路分布杂散电感来确定。
这跟我们上面提到阻值影响相关的下面会详细提到 如上图当Rg值比较小时驱动电压上冲会比较高震荡较多L电感越大也越明显此时会对MOSFET及其他器件性能产生一定影响。
此外驱动电流的峰值也比较大但是一般情况下IC的驱动电流输出能力是有一定限制的。
当阻值过大时实际驱动电流达到IC输出的最大值时IC输出就相当于一个恒流源会对Cgs线性充电驱动电压波形的上升率会变慢。
而驱动波形上升比较慢的话如果MOSFET有较大电流通过时就有不利影响。
可以得出阻值过大过小都是对MOSFET驱动电路产生一定不利影响的而如何确定出合适的阻值一般是根据管子的电流容量和电压额定值以及开关频率来选取Rg的数值。
还记得上面那句话吗
MOS管栅极上所串联的电阻是根据具体的MOS管和电路分布杂散电感来确定。
