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电路中MOS管栅极串联电阻,简直又爱又恨?

发布时间:2024-08-02作者:admin点击:336


  在开关电路、驱动电路中,MOS管的栅极经常会串联一个电阻,说实话很多伙伴并不喜欢,因为会影响效率,但是不加又很容易振荡,简直又爱又恨。那这个电阻到底有什么用?

  

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  第一是限制驱动电流,防止驱动电流过大,避免驱动芯片会因为驱动能力不足损坏。

  上期我们说过MOS管的开启,是对各个电容进行充电,在充电的瞬间电容相当于短路,并且电流 非常大,驱动芯片无法承接这么大的电流,所以这个电阻就起到了一个限流与保护作用。

  但电阻阻值不能太大, 太大的话MOS管的导通时间和关断时间会变长,这样开关损耗就会增加了。

  第二个就是开头讲的它可以消除MOS管栅极的振荡信号。

  

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  驱动芯片到MOS管的走线存在寄生电感,并且MOS管的内部电机引线也会有电感,此外MOS管的极间是存在寄生电容的,因此MOS管的开关电路就等效于一个LC低通滤波电路。

  

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  其输出与输入的比值,就是增益。

  当增益大于1时,噪声就被放大了。

  

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  它的谐振频率点附近会产生较高的增益,如果没有一个电阻引入,增益就会等于无穷大。

  而驱动信号又是频率分量非常丰富的阶跃信号,必定有谐振频率点附近的信号,因此容易产生谐振,继而产生振荡。更多资料关注@电路一点通

  电阻的存在就是用来提供一个阻尼,吸收这样的振荡信号,串接电阻的阻值增大,谐振频率点增益就会减小。一般阻值在10Ω左右即可,公式Rg>2(L/Cgs)^0.5。

  

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  那么,电阻的位置应该是在驱动端还是MOS管端呢?

  在一些小功率MOS管电路,驱动端还是MOS管端其实都可以。但是对于大功率的MOS管开关电路,由于关断时MOS管容易受到串扰,可能会产生误操作,因此一般放在MOS管端。

  这里简单说下:

  很多时候我们见到的开关电源与驱动电路,大部分栅极串联电阻是放在MOS管端的。

  这时候我们需要考虑到阻抗匹配,需要将信号看作高速信号。

  高速信号:信号的上升沿小于6倍的传输延时。

  

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  不过一般情况下,栅极走线长度不会超过10cm,驱动电路的上升时间不会很小,因此不需要考虑成高速信号,也就不必放置到靠近源端IC。

  那么放置靠近MOS管有什么好处?

  

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  上图的设置,对MOS管栅极而言,收取的信号并没有太大区别。

  这是因为电感和电阻始终串联,如果将其看成一个整体,阻抗就是R+jwL,这对电路而言是完全相同的。

  

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