晶體管寄生參數有哪些,寄生參數影響-KIA MOS管
信息來源:本站 日期:2025-10-10
晶體管有三種主要寄生參數:寄生電容、寄生電阻和寄生電感。
1.柵極寄生電容
存在于柵極與源極/漏極之間的電容,影響信號傳輸速度和開關特性。
2.漏極寄生電容
漏極與源極間的電容,影響電流變化速度和功耗。
3.源極寄生電容
源極與柵極間的電容,影響源極電流的快速變化。
4.體二極管電容
源極與漏極間的體二極管電容,影響開關行為。
5.柵極電阻
柵極內部電阻,增加熱噪聲并影響開關速度。
6.漏極電阻/源極電阻
漏極/源極的體電阻,影響導通狀態下的電壓分配。
7.寄生電感
引腳或內部結構產生的電感,導致信號延遲和相位偏移。
寄生電容
寄生電容主要包括柵源電容(Cgs)、柵漏電容(Cgd)和漏源電容(Cds)。這些電容在MOS管工作時,會形成充電和放電過程,從而影響開關速度。例如,柵源電容Cgs在柵極電壓變化時需要充放電,這會導致開關延遲。在高頻應用中,過大的寄生電容會顯著降低電路的工作頻率,增加功耗。因此,選擇具有低寄生電容的MOS管對于高頻電路設計至關重要。
寄生電感
寄生電感主要來源于MOS管的封裝和引線。當電流通過MOS管時,寄生電感會產生電壓降,影響電流的快速變化。在開關應用中,寄生電感可能導致電壓過沖和振蕩,進而影響電路的穩定性。為了減小寄生電感的影響,可以采用低電感的封裝形式,如表面貼裝器件(SMD),并優化PCB布局,減少引線長度。
寄生電阻
寄生電阻主要包括導通電阻(Rds(on))和引線電阻。導通電阻是MOS管在導通狀態下源極和漏極之間的電阻,它直接影響MOS管的功耗和效率。較低的導通電阻可以減小功耗,提高電路效率。引線電阻則與MOS管的封裝和引線材料有關,過大的引線電阻會增加功耗和熱量產生。
源邊感抗
MOS管的開啟延遲和關斷延遲增加,由于存在源邊電感,在開啟和關段初期,電流的變化被拽了,使得充電和放電的時間變長了。同時源感抗和等效輸入電容之間會發生諧振(這個諧振是由于驅動電壓的快速變壓形成的,也是在 G端看到震蕩尖峰的原因),加入的門電阻Rg和內部的柵極電阻Rm都會抑制這個震蕩(震蕩的Q值非常高)。
需要加入的優化電阻的值可以通過上述的公式選取,如果電阻過大則會引起G端電壓的過沖(優點是加快了開啟的過程),電阻過小則會使得開啟過程變得很慢,加大了開啟的時間(雖然G端電壓會被抑制)。
原感抗另外一個影響是阻礙Id的變化,當開啟的時候,初始時di/dt偏大,因此在原感抗上產生了較大壓降,從而使得源點點位抬高,使得Vg電壓大部分加在電感上面,因此使得G點的電壓變化減小,進而形成了一種平衡(負反饋系統)。
另外一個重要的寄生參數是漏極的感抗,主要是有內部的封裝電感以及連接的電感所組成。
在開啟狀態的時候Ld起到了很好的作用(Subber吸收的作用),開啟的時候由于Ld的作用,有效的限制了di/dt/(同時減少了開啟的功耗)。在關斷的時候,由于Ld的作用,Vds電壓形成明顯的下沖(負壓)并顯著的增加了關斷時候的功耗。
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