mosfet 電阻特性參數(shù)-如何確定mosfet驅(qū)動電阻與電阻設(shè)計-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2019-08-21
mosfet 電阻主要特性參數(shù)如下，電阻的主要參數(shù)有電阻阻值，允許誤差，額定功率，溫度系數(shù)等
1、標(biāo)稱阻值：電阻器上面所標(biāo)示的阻值。
2、允許誤差：標(biāo)稱阻值與實際阻值的差值跟標(biāo)稱阻值之比的百分?jǐn)?shù)稱阻值偏差，它表示電阻器的精度。
3、額定功率：在正常的大氣壓力90-106.6KPa及環(huán)境溫度為－55℃～＋70℃的條件下，電阻器長期工作所允許耗散的最大功率。
4、額定電壓：由阻值和額定功率換算出的電壓。
5、溫度系數(shù)：溫度每變化1℃所引起的電阻值的相對變化。溫度系數(shù)越小，電阻的穩(wěn)定性越好。阻值隨溫度升高而增大的為正溫度系數(shù)，反之為負(fù)溫度系數(shù)。
6、老化系數(shù)：電阻器在額定功率長期負(fù)荷下，阻值相對變化的百分?jǐn)?shù)，它是表示電阻器壽命長短的參數(shù)。
7、電壓系數(shù)：在規(guī)定的電壓范圍內(nèi)，電壓每變化1伏，電阻器的相對變化量。
mosfet 電阻驅(qū)動是如何確定的？常用的MOSFET驅(qū)動電路如下圖所示：
常用的MOSFET驅(qū)動電路
其中，Rg為驅(qū)動電阻；LK是驅(qū)動回路的感抗，一般在幾十nH；Rpd的作用是給MOSFET柵極積累的電荷提供泄放賄賂，一般取值在10K~幾十K；Cgd、Cgs、Cds是MOSFET的三個寄生電容。
驅(qū)動電阻下限值的計算原則為：驅(qū)動電阻必須在驅(qū)動回路中提供足夠的阻尼，來阻尼MOSFET開通瞬間驅(qū)動電流的震蕩。
實際設(shè)計時，一般先計算出Rg下限值的大致范圍，然后再通過實驗，以驅(qū)動電流不發(fā)生震蕩作為臨界條件，得出Rg的下限值。
mosfet 電阻驅(qū)動電阻上限值的設(shè)計原則為：防止MOSFET關(guān)斷時產(chǎn)生很大的dV/dt，使MOSFET管再次誤開通。
Vth為MOSFET門檻電壓，Cgd和dV/dt在手冊中可查。
從上面的分析可以看到，在MOSFET管關(guān)斷時，為了防止誤開通，應(yīng)當(dāng)盡量減小關(guān)斷時驅(qū)動回路的阻抗。基于這一思想，下面再給出兩種很常用的改進(jìn)型電路，可以有效地避免關(guān)斷時MOSFET的誤開通問題。
常用的MOSFET驅(qū)動電路改進(jìn)電路1
常用的MOSFET驅(qū)動電路改進(jìn)電路2
mosfet 電阻驅(qū)動的取值范圍在5~100歐姆之間，那么在這個范圍內(nèi)如何進(jìn)一步優(yōu)化阻值的選取呢？這就要從損耗方面來考慮。
當(dāng)驅(qū)動電阻阻值越大時，MOSFET開通關(guān)斷時間越長，在開關(guān)時刻電壓電流交疊時間越久，造成的開關(guān)損耗就越大。所以在保證驅(qū)動電阻能提供足夠的阻尼，防止驅(qū)動電流震蕩的前提下，驅(qū)動電阻應(yīng)該越小越好。
驅(qū)動芯片的選型需要考慮驅(qū)動電流、功耗、傳輸延遲，對隔離型驅(qū)動還要考慮原副邊隔離電壓，瞬態(tài)共模抑制。
下面一一從電流、功耗、傳輸延遲等幾個方面來分析
Vgs為驅(qū)動電壓的擺幅，在選擇驅(qū)動芯片的時候，最重要的一點就是驅(qū)動芯片能提供的最大電流要超過上式所得出的電流，即驅(qū)動芯片要有足夠的“驅(qū)動能力”。
P_driver=Q_g×?V_gs×f_s
Q_g柵極充電電荷，?V_gs為驅(qū)動電壓的擺幅，f_s為MOSFET的開關(guān)頻率。選擇驅(qū)動芯片時，應(yīng)選擇驅(qū)動芯片所能提供的功率大于上式所計算出來的功率。同時還要考慮環(huán)境溫度的影響，因為大多數(shù)驅(qū)動芯片所能提供的功率都是隨著環(huán)境溫度的升高而降額的，如下圖。
驅(qū)動允許的損耗功率隨著環(huán)境溫度升高而降額（IPW65R080CFD）
所謂傳輸延遲，即驅(qū)動芯片的輸出信號上升沿和下降沿都要比輸入信號延遲一段時間，其對應(yīng)的波形如圖下圖。
對于傳輸延遲來說，我們一般希望有兩點：1)傳輸延時的實際要盡量短。2)“開通”傳輸延時和“關(guān)斷”傳輸延時的一致性要盡量好。
針對第二點，如果開通和關(guān)斷傳輸延時不一致會有什么影響呢？我們以常用的IGBT驅(qū)動，光耦M57962為例，給出其傳輸延時的數(shù)據(jù)：
M57962的開通傳輸延時一般為1us，最大為1.5us；關(guān)斷傳輸延時一般為1us，最大為1.5us。其開通關(guān)斷延時的一致性很差，這樣就會對死區(qū)時間造成很大的影響。假設(shè)輸入M57962的驅(qū)動死區(qū)設(shè)置為1.5us。那么實際到IGBT的GE級的驅(qū)動死區(qū)時間最大為2us(下管開通延時1.5us, 上管關(guān)斷延時1us)，最小僅為1us(下管開通延時1us, 上管關(guān)斷延時1.5us)。造成實際到達(dá)IGBT的GE級的死區(qū)時間的不一致。因此在設(shè)計死區(qū)時間時，應(yīng)當(dāng)充分考慮到驅(qū)動芯片本身的傳輸延時的不一致性，避免因此造成的死區(qū)時間過小導(dǎo)致的橋臂直通。
對于隔離型驅(qū)動來說(光耦隔離，磁耦隔離)。需要考慮原、副邊的絕緣電壓，一般項目中都會給出絕緣電壓的相關(guān)要求。若沒有相關(guān)要求，一般可取絕緣電壓為MOSFET電壓定額的兩倍以上。
對于橋式電路來說，同一橋臂上管的源極 (也就是下管的漏極)是高頻跳變的，該高頻跳變的dv/dt會通過隔離驅(qū)動原、副邊的寄生電容產(chǎn)生較大的共模電流耦合到原邊，從而對控制驅(qū)動產(chǎn)生影響，如圖下圖所示。
原、副邊耦合
所以，驅(qū)動芯片的共模瞬態(tài)抑制(common mode transient immunity)也很重要，在實際選擇驅(qū)動芯片時，驅(qū)動芯片的CM transient immunity應(yīng)該大于電路中實際的dv/dt，越大越好。
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