分析如何消除mos管GS波形振蕩及MOS管GS之間并聯(lián)電阻作用-KIA MOS管
信息來(lái)源：本站 日期：2019-04-08
如何消除mos管的GS波形振蕩，先了解mos管是金屬(metal)、氧化物(oxide)、半導(dǎo)體(semiconductor)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，或者稱是金屬—絕緣體(insulator)、半導(dǎo)體。MOS管的source和drain是可以對(duì)調(diào)的，他們都是在P型backgate中形成的N型區(qū)。在多數(shù)情況下，這個(gè)兩個(gè)區(qū)是一樣的，即使兩端對(duì)調(diào)也不會(huì)影響器件的性能。這樣的器件被認(rèn)為是對(duì)稱的。
對(duì)于電源工程師來(lái)講，如何消除mos管的GS波形振蕩，我們很多時(shí)候都在波形，看輸入波形，MOS開(kāi)關(guān)波形，電流波形，輸出二極管波形，芯片波形，MOS管的GS波形，我們拿開(kāi)關(guān)GS波形為例來(lái)聊一下GS的波形。
我們測(cè)MOS管GS波形時(shí)，有時(shí)會(huì)看到下圖中的這種波形，在芯片輸出端是非常好的方波輸出，但一旦到了MOS管的G極就出問(wèn)題了，有振蕩，這個(gè)振蕩小的時(shí)候還能勉強(qiáng)過(guò)關(guān)，但是有時(shí)候振蕩特別大。
這個(gè)波形中的振蕩是怎么回事？有沒(méi)有辦法消除？
IC出來(lái)的波形正常，到C1兩端的波形就有振蕩了，實(shí)際上這個(gè)振蕩就是R1，L1和C1三個(gè)元器件的串聯(lián)振蕩引起的，R1為驅(qū)動(dòng)電阻，是我們外加的，L1是PCB上走線的寄生電感，C1是mos管gs的寄生電容。
對(duì)于一個(gè)RLC串聯(lián)諧振電路，其中L1和C1不消耗功率，電阻R1起到阻值振蕩的作用阻尼作用。
實(shí)際上這個(gè)電阻的值就決定了C1兩端會(huì)不會(huì)振蕩。
1、當(dāng)R1》2（L1/C1）^0.5時(shí)，S1，S2為不相等的實(shí)數(shù)根。過(guò)阻尼情況。
在這種情況下，基本不會(huì)發(fā)生振蕩的。
2、當(dāng)R1=2（L1/C1）^0.5時(shí)，S1，S2為兩個(gè)相等的實(shí)數(shù)根。臨界情況。
在這種情況下，有振蕩也是比較微弱的。
3、當(dāng)R1《2（L1/C1）^0.5時(shí)，S1，S2為共軛復(fù)數(shù)根。欠阻尼情況。
在這種情況下，電路一定會(huì)發(fā)生振蕩。
所以對(duì)于上述的幾個(gè)振蕩需要消除的話，我們有幾個(gè)選擇。
1，增大電阻R1使R1≥2（L1/C1）^0.5，來(lái)消除振蕩，對(duì)于增大R1會(huì)降低電源效率的，我們一般選擇接近臨界的阻值。
2，減小PCB走線寄生電感，這個(gè)就是說(shuō)在布局布線中一定要注意的。
3、增大C1，對(duì)于這個(gè)我們往往都不太好改變，C1的增大會(huì)使開(kāi)通時(shí)間大大加長(zhǎng)，我們一般都不去改變他。
所以最主要的還是在布局布線的時(shí)候，特別注意走線的長(zhǎng)度“整個(gè)驅(qū)動(dòng)回路的長(zhǎng)度”越短越好，另外可以適當(dāng)加大R1。
在MOS管的驅(qū)動(dòng)電路里,某些場(chǎng)合下,會(huì)看到這個(gè)電阻,在某些場(chǎng)合中,又沒(méi)有這個(gè)電阻.這個(gè)電阻的值比較常見(jiàn)的為5k,10k.但是這個(gè)電阻有什么用呢?
在分析這個(gè)問(wèn)題之間,可以做一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn):
找一個(gè)mos管,MOS管GS擊穿讓它的G懸空,然后在DS上加電壓,結(jié)果是怎樣?結(jié)果是在輸入電壓才幾十V的時(shí)候,管子就燒掉了,因?yàn)楣茏訉?dǎo)通了.
為什么mos管在沒(méi)有加驅(qū)動(dòng)信號(hào)（比如驅(qū)動(dòng)芯片在沒(méi)啟動(dòng)或者損壞的情況下芯片驅(qū)動(dòng)腳為高阻態(tài)）的前提下會(huì)導(dǎo)通,那是因?yàn)楣茏拥腄G,GS之間分別有結(jié)電容,Cdg和Cgs.所以加在DS之間電壓會(huì)通過(guò)Cdg給Cgs充電,這樣G極的電壓就會(huì)抬高直到mos管導(dǎo)通.
所以在驅(qū)動(dòng)電路沒(méi)有工作,而且沒(méi)有放電回路的時(shí)候,mos管很容易被擊穿.假如采用變壓器驅(qū)動(dòng),變壓器繞組可以起到放電作用,所以即使不加GS電阻,在驅(qū)動(dòng)沒(méi)有的情況下,管子也不會(huì)自己導(dǎo)通 。
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