MOSFET电路栅源极GS之间并联电容后,MOS管为什么会炸管?原因剖析
Part 01。
前语。
上一篇文章实在介绍了在进行。MOSFET。相关的。电路设计。时,可能会遇到MOSFET误导通的问题,为了处理此问题,实在提出了两种办法,一种是增大MOSFET栅极串联。电阻。的阻值,别的一种是在MOSFET栅-源极之间并联一个。电容。,有读者在谈论区说假如在栅-源极并联一个电容,MOSFET可能会呈现炸管的问题?那么在MOSFET栅-源极并联电容和MOSFET炸管是否真的有联络?内涵的机制又是什么?怎么处理?今日实在就详细剖析一下。
Part 02。
原因剖析。
在。硬件。电路设计中,电子元器件。常常会呈现EOS损坏,什么是EOS损坏呢?EOS对应的英文名称是Electrical Overstress,也便是。电气。过应力,指的是元器件因遭到超越其额外极限的电应力,比方电压,电流。,温度而损坏,这也是硬件。工程师。在售后件剖析中的根本剖析方向。
回到实在今日的主角MOSFET,MOSFET炸管也有三大原因,电压,电流,温度,比方MOSFET漏源极两头的电压超越了最大极限值,或许MOSFET的漏源极电流超越了最大极限值,或许MOSFET的温度超出了最大结温,这些。参数。限值实在都值勤在。标准。书中查阅:
对MOSFET而言,假如在MOSFET栅-源极之间并联一个电容,不会导致MOSFET漏源极过压,也不会导致漏源极电流过流,那导致MOSFET炸管的原因大概率便是过温了。那电容是怎么导致MOSFET过温的呢?
Part 03。
GS并联电容怎么导致MOS过温炸管?
MOSFET作业就会发生损耗,MOSFET的功耗有两大部分,导通损耗,开关损耗,导通损耗是指MOSFET在“导通”状况,即栅极电压大于MOSFET渠道电压,此刻MOSFET彻底导通下发生的损耗。导通时,漏极和源极之间存在一个小电阻,称为导通电阻RDS(on),当电流流过期发生的功耗。
导通损耗Pcon主要与MOSFET的导通电阻有关:
经过上面的公式值勤得出以下定论:
导通电阻越大(导通电阻随温度升高而添加),导通损耗越高。
负载电流越大,导通损耗越高。
在MOSFET栅-源极之间并联一个电容不会影响负载电流和导通电阻。
开关损耗是MOSFET在敞开和关断进程中发生的损耗。在每次开关时,MOSFET从导通到截止或从截止到导通的进程中,漏极电流和漏极-源极电压并非瞬间到达方针状况,而是有一个突变进程。在这个进程中,电压和电流一起存在,导致功耗。
看下图就能理解了,因为MOS存在寄生电容,导致MOSFET存在米勒效应,在t1时刻段内,Vds不变,Id添加,对应的功耗为蓝色区域,在t2时刻段内,Vds减小,Id根本不变(实际会缓慢添加),对应的功耗为蓝色区域。
开关损耗Psw的近似公式为:
Vds是漏-源电压。
Id是漏极电流。
ton和toff分别是MOSFET的注册时刻和关断时刻(ton=t1+t2)。
f是开关频率。
在MOSFET栅-源极之间并联一个电容,因为电容充电需求时刻,进而会添加MOSFET的注册时刻和关断时刻,然后增大注册和关断损耗,MOSFET的温升=损耗*热阻,假如电容容值过大就会导致MOSFET炸管。
怎么核算并联电容导致MOSFET注册时刻和关断时刻的改变呢?实在值勤根据电容充电的核算模型,把驱动MOSFET敞开,看作是对MOSFET栅源极电容Cgs,栅漏极电容Cgd充电,核算将电容充满电所需的时刻即可,详细的推导后续重开文章剖析,本文侧重剖析栅-源极之间并联一个电容和MOSFET炸管内涵机理。