场效应管驱动电阻的经典计算方法

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mos管门级驱动电阻计算.

mos管门级驱动电阻计算.

QLRgCgsDR IVEVC C12V驱动电压:驱动电流:可以看到当Rg比较小时驱动电压上冲会比较高,震荡比较多,L越大越明显,此时会对MOSFET及其他器件性能产生影响。

但是阻值过大时驱动波形上升比较慢,当MOSFET有较大电流通过时会有不利影响。

此外也要看到,当L比较小时,此时驱动电流的峰值比较大,而一般IC的驱动电流输出能力都是有一定限制的,当实际驱动电流达到IC输出的最大值时,此时IC输出相当于一个恒流源,对Cgs线性充电,驱动电压波形的上升率会变慢。

电流曲线就可能如左图所示(此时由于电流不变,电感不起作用)。

这样可能会对IC的可靠性产生影响,电压波形上升段可能会产生一个小的台阶或毛刺。

TR(nS) 19 49 230 20 45 229 Rg(ohm) 10 22 100 10 22 100 L(nH) 30 30 30 80 80 80可以看到L 对上升时间的影响比较小,主要还是Rg 影响比较大。

上升时间可以用2*Rg*Cgs 来近似估算,通常上升时间小于导通时间的二十分之一时,MOSFET 开关导通时的损耗不致于会太大造成发热问题,因此当MOSFET 的最小导通时间确定后Rg 最大值也就确定了 Rg 140Ton_minCgs,一般Rg 在取值范围内越小越好,但是考虑EMI 的话可以适当取大。

以上讨论的是MOSFET ON 状态时电阻的选择,在MOSFET OFF 状态时为了保证栅极电荷快速泻放,此时阻值要尽量小,这也是Rsink<Rsource 的原因。

通常为了保证快速泻放,在Rg 上可以并联一个二极管。

当泻放电阻过小,由于走线电感的原因也会引起谐振(因此有些应用中也会在这个二极管上串一个小电阻),但是由于二极管的反向电流不导通,此时Rg 又参与反向谐振回路,因此可以抑制反向谐振的尖峰。

这个二极管通常使用高频小信号管1N4148。

实际使用中还要考虑MOSFET 栅漏极还有个电容Cgd 的影响,MOSFET ON 时Rg 还要对Cgd 充电,会改变电压上升斜率,OFF 时VCC 会通过Cgd 向Cgs 充电,此时必须保证Cgs 上的电荷快速放掉,否则会导致MOSFET 的异常导通。

关于MOSFET驱动电阻值的计算

关于MOSFET驱动电阻值的计算

关于MOSFET驱动电阻值的计算MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)是一种常用的功率开关器件,用于控制电流和电压。

在使用MOSFET时,为了保证其正常工作,需要通过驱动电路来控制其开关过程。

其中驱动电阻的选择对于MOSFET的性能和稳定性具有重要影响。

驱动电阻的作用是提供足够的电流来充放电MOSFET的栅极电容。

当MOSFET的栅极电压发生变化时,栅极电容需要从高电平充电到低电平或从低电平放电到高电平。

驱动电阻决定了栅极电压变化的速度和能量损耗。

过大的驱动电阻会导致栅极电压变化缓慢,影响开关速度和效率。

过小的驱动电阻则会导致大电流流过驱动电路,增加功耗和发热。

驱动电阻的计算涉及多个参数,包括MOSFET的栅极电容(Cgs)和栅极电压变化(ΔVgs)。

栅极电容是指MOSFET的栅极与源极之间的电容,通常在MOSFET的数据手册中可以找到。

栅极电压变化是指栅极电压从高电平变为低电平或从低电平变为高电平的差值。

首先,需要计算充放电时间。

充电时间可以通过以下公式计算:tcharge = 2.2 * Rg * Cgs其中tcharge为充电时间,Rg为驱动电阻的阻值,Cgs为栅极电容。

接下来,需要计算放电时间。

放电时间可以通过以下公式计算:tdischarge = 2.2 * Rg * Cgs * ln(Vgs_high/Vgs_low)其中tdischarge为放电时间,Vgs_high为栅极电压的高电平,Vgs_low为栅极电压的低电平,ln为自然对数。

总的开关时间可以通过以下公式计算:ts = tcharge + tdischarge其中ts为总的开关时间。

根据以上计算,可以根据所需的开关速度和栅极电容的数值来选择合适的驱动电阻。

通常情况下,驱动电阻的阻值应该在几百欧姆到几千欧姆之间。

除了开关速度,还需要考虑功耗和发热问题。

驱动电阻过小会导致大电流流过驱动电路,增加功耗和发热。

因此,在选择驱动电阻时,需要综合考虑开关速度、功耗和发热等因素。

MOS管参数详细讲解和驱动电阻选择

MOS管参数详细讲解和驱动电阻选择

MOS管参数详细讲解和驱动电阻选择场效应管(MOSFET)是一种常用的半导体器件,具有高输入阻抗、低输出阻抗和快速开关速度等特点。

在使用MOSFET时,需要了解一些关键参数,并选择合适的驱动电阻来确保其正常工作。

首先,我们来详细讲解一下MOSFET的参数:1. 阈值电压(Vth):MOSFET的阈值电压是指控制栅极电压达到一个特定值时,漏极电流开始增加的电压。

它决定了MOSFET的开启和关闭状态。

阈值电压越高,MOSFET越难被打开。

2.最大耗散功率(Pd):这是MOSFET能够承受的最大功率。

超过这个功率,MOSFET可能会过热并损坏。

3.最大漏极电流(Id):这是MOSFET允许通过的最大电流。

超过这个电流,MOSFET可能会损坏。

4. 开启电阻(Rds(on)):这是MOSFET在完全开启状态下的导通电阻。

它决定了MOSFET的导通损耗和输出电压的下降。

5. 输入电容(Ciss):这是MOSFET的输入电容,它决定了MOSFET 的输入阻抗和开关速度。

较大的输入电容会导致较慢的开关速度。

6. 输出电容(Coss):这是MOSFET的输出电容,它决定了MOSFET 的输出阻抗和开关速度。

较大的输出电容会导致较慢的开关速度。

7.饱和区电流增益(K):这是MOSFET的增益系数,它决定了MOSFET的放大能力。

较大的增益系数意味着更好的放大能力。

选择合适的驱动电阻是确保MOSFET正常工作的关键。

驱动电阻可以分为上升电阻和下降电阻。

上升电阻是指在MOSFET的栅极上升时,为了快速充放电栅极电容而选择的电阻。

较小的上升电阻可以提高开关速度,但也会增加功耗。

一般建议选择上升电阻的阻值为栅极电容的1/10。

下降电阻是指在MOSFET的栅极下降时,为了快速放电栅极电容而选择的电阻。

较小的下降电阻可以提高开关速度,但也会增加功耗。

一般建议选择下降电阻的阻值为栅极电容的1/20。

另外,还需要考虑驱动电压的大小。

mos管的阻抗公式

mos管的阻抗公式

mos管的阻抗公式摘要:1.MOS 管的基本概念2.MOS 管的阻抗公式3.MOS 管阻抗公式的应用正文:一、MOS 管的基本概念MOS 管,全称为金属- 氧化物- 半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor),是一种常见的半导体器件。

它具有三个端子,分别是源极(S)、漏极(D)和栅极(G)。

MOS 管根据导电沟道的类型可以分为nMOS 和pMOS 两种,分别代表n 型和p 型导电沟道。

二、MOS 管的阻抗公式MOS 管的阻抗公式描述了MOS 管的输入阻抗(源极到栅极之间的阻抗)与栅极电压之间的关系。

阻抗公式如下:Z_dson(Vgs) = (1/2πC_ox * (W/L)) * ln((Vgs - Vth)^2 + (Id - 1/2 *μ_n * C_ox * (W/L))^2) / (Vgs - Vth)其中,Z_dson(Vgs) 表示MOS 管的动态阻抗,Vgs 表示栅极电压,Vth 表示阈值电压,Id 表示漏极电流,μ_n 表示电子迁移率,C_ox 表示栅氧化层电容,W 表示栅极宽度,L 表示栅极长度。

三、MOS 管阻抗公式的应用MOS 管阻抗公式在实际应用中有很多作用,例如:1.分析MOS 管的输入特性:通过改变栅极电压,可以观察MOS 管的输入阻抗如何随着栅极电压的变化而变化。

这对于理解MOS 管的工作原理以及设计电路时选择合适的器件参数具有重要意义。

2.设计MOS 管放大电路:在MOS 管放大电路中,阻抗公式可以帮助我们计算电路的电压增益、输入和输出阻抗等重要参数。

3.优化MOS 管电路性能:通过调整MOS 管的阻抗,可以改善电路的性能,例如提高电路的稳定性、减小功耗等。

mos管驱动电路的栅极驱动电阻、下拉电阻的计算过程

mos管驱动电路的栅极驱动电阻、下拉电阻的计算过程

mos管驱动电路的栅极驱动电阻、下拉电阻的计算过程MOS管是非常常见的一种电子器件,它的主要功能是调控电流流动和控制电路的开关。

在实际应用中,为了保证MOS管的正常工作,我们需要设计合适的驱动电路来提供给MOS 管所需要的驱动电压。

栅极驱动电阻和下拉电阻是驱动电路中两个重要的参数。

栅极驱动电阻用于限制栅极和驱动电源之间的电流,以防止过大的电流损坏MOS管。

下拉电阻用于将栅极电压稳定地拉低到合适的电平,使MOS管能够正常工作。

首先,我们需要了解MOS管的基本工作原理。

MOS管由N型和P型的材料组成,其中N型材料为导电性能较好的材料,P型材料为导电性能较差的材料。

栅极电压可以控制MOS管的导通和截止状态。

一般来说,当栅极电压高于一定阈值电压(通常为0.5-1V)时,MOS管会导通;当栅极电压低于阈值电压时,MOS管会截止。

接下来,我们来计算栅极驱动电阻。

栅极驱动电阻的主要作用是限制栅极和驱动电源之间的电流,以避免电流过大损坏MOS管。

栅极驱动电阻的计算需要考虑两个方面:一是栅极电流所经过的电阻,二是驱动电源内部的电阻。

首先,栅极电流所经过的电阻可以近似看作是栅极驱动电路上的串联电阻。

我们可以通过分析电路中的电流和电压关系来计算电阻值。

假设栅极电压为Vgs,驱动电路的电源电压为Vdd,栅极驱动电阻为Rgs,那么通过栅极驱动电路的电流可以表示为Igs=(Vdd-Vgs)/Rgs。

我们可以通过该电流和已知的栅极驱动电压来计算栅极驱动电阻的大小。

此外,驱动电源内部的电阻也会对栅极驱动电路产生影响。

这个电阻可以通过测量电源电压和栅极电压的差值以及电路中的电流来计算得出。

接下来,我们来计算下拉电阻。

下拉电阻的作用是将栅极电压稳定地拉低到合适的电平,以保证MOS管的正常工作。

下拉电阻的计算可以通过考虑栅极电流和电源电压之间的关系得到。

一般来说,下拉电阻的大小可以通过公式Rpull=Vdd/Igspull得到,其中Vdd是驱动电源的电压,Igspull是下拉电流。

MOS管参数详解及驱动电阻选择精编版

MOS管参数详解及驱动电阻选择精编版

MOS管参数详解及驱动电阻选择精编版MOS管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)是一种常见的场效应晶体管,用于放大和开关电路中。

它由源极、栅极和漏极组成,通过控制栅极电压来改变源极和漏极之间的电流流动。

在使用MOS管时,需要了解一些关键参数,以便正确选择驱动电阻。

以下是一些常见的MOS管参数及其详细解释:1. 阈值电压(Vth):阈值电压是指栅极电压达到一定值时,MOS管开始导通的电压。

阈值电压的大小决定了MOS管是否容易导通。

选择适当的驱动电阻可以确保在给定的栅极电压下,MOS管能够可靠地导通。

2. 饱和电流(Idsat):饱和电流是指当栅极电压和源极电压之间的电压达到一定值时,MOS管最大的可持续电流。

选择适当的驱动电阻可以确保在饱和区域内工作,并避免过载情况。

3. 导通电阻(Rds(on)):导通电阻是指当MOS管导通时,源极和漏极之间的电阻。

导通电阻的大小直接影响到MOS管的功耗和效率。

较小的导通电阻意味着更高的效率和更低的功耗。

4.最大耗散功率(Pd):最大耗散功率是指MOS管可以安全承受的最大功率。

选择适当的驱动电阻可以确保MOS管在其额定功率范围内正常工作,避免过热和损坏。

5. 输出电容(Coss):输出电容是指当MOS管切换时,输入电荷和输出电荷之间的电容。

输出电容的大小影响到切换速度和功耗。

选择适当的驱动电阻可以更好地控制输出电容,提高切换速度。

驱动电阻的选择是根据上述参数来决定的。

首先,需要考虑MOS管的最大耗散功率,以确定可以使用的最大驱动电流。

然后,根据阈值电压、饱和电流和导通电阻来选择合适的驱动电阻,以确保MOS管能在指定的工作条件下正常工作。

此外,还需要考虑MOS管的响应速度和切换速度,以选择合适的驱动电路或电源。

总之,了解MOS管的关键参数并选择适当的驱动电阻是确保正确使用和驱动MOS管的关键。

只有充分理解这些参数,并根据具体的应用需求进行选择,才能保证电路的稳定性和性能。

mos管并联后共用驱动电阻

mos管并联后共用驱动电阻

mos管并联后共用驱动电阻
MOS管并联后共用驱动电阻是电子电路中常用的一种技巧,其作用是在保证器件安全的同时,使得电路输出的功率增大,提高电路的效率。

下面我们来分步骤阐述这一技巧的应用过程。

首先,我们需要了解什么是MOS管。

MOS管是一种金属氧化物半导体场效应管,常常用于电子开关、调节电路等方面。

与其他晶体管相比,MOS管具有低电压驱动、高频响应等优点,因此被广泛应用于各种电路中。

其次,我们需要知道什么是共用驱动电阻。

共用驱动电阻是指多个MOS管共用一根驱动电阻的情况,也称为“驱动共阻”,一般用于MOS管并联的情况。

共用驱动电阻的作用是为多个MOS管的驱动信号提供相同的电压,确保它们同时开启或关闭,从而避免驱动信号不同步的问题。

在MOS管并联电路中,共用驱动电阻通常用于驱动半桥、全桥等电路。

驱动半桥是指两个MOS管并联,并分别接到正负电源两侧的情况,常用于电机驱动等应用;全桥是指四个MOS管并联,分别接到两个正负电源的情况,常用于功率逆变器等应用。

此外,在共用驱动电阻的电路中,还需要注意MOS管之间的阻抗匹配问题。

要求各个MOS管的输入电阻和输出电阻保持一致,避免阻抗不匹配造成信号失真等问题。

总之,MOS管并联后共用驱动电阻是一种常用的技巧,可以在保证电路安全的同时提高电路效率,便于实现各种电子电路的设计。

在具体应用中,需要严格遵循相关规范,确保电路的稳定性和可靠性。

mos管门级驱动电阻计算.

mos管门级驱动电阻计算.

关于MOSFET 驱动电阻的选择VCCOCgsL 为PCB 走线电感,根据他人经验其值为直走线 1nH/mm ,考虑其他走线因素,取 L=Length+1O (nH ),其中 Length 单位取 mm 。

Rg 为栅极驱动电阻,设驱动信号为12V 峰值的方波。

Cgs 为MOSFET 栅源极电容,不同的管子及不同的驱动电压时会不一样, 这儿取1nF VL+VRg+VCgs=12V令驱动电流Id := C t VCgs(t)得到关于Cgs 上的驱动电压微分方程:2L C f 2VCgs(t) C t VCgs(t) R VCgs(t) Vdr 0这是个3阶系统,当其极点为3个不同实根时是个过阻尼震荡,有两个相同实根时是 临界阻尼震荡,当有虚根时是欠阻尼震荡,此时会在 MOSFET 栅极产生上下震荡的波形, 这是我们不希望看到的,因此栅极电阻Rg 阻值的选择要使其工作在临界阻尼和过阻尼状态,考虑到参数误差实际上都是工作在过阻尼状态。

I C根据以上得到2 C Rg ,因此根据走线长度可以得到 Rg 最小取值范围。

分别考虑 20m 长 m 和 70mm 长的走线: L20=30nH ,L70=80nH , J 则 Rg20=8.94Q,Rg70=17.89Q ,以下分别是电压电流波形:等效驱动电路:12VRg用拉普拉斯变换得到变换函数:G :=VdrL CS S 2RgS L可以看到当Rg 比较小时驱动电压上冲会比较咼,震荡比较多, L 越大越明显,此时 会对MOSFET 及其他器件性能产生影响。

但是阻值过大时驱动波形上升比较慢,当此外也要看到,当L 比较小时, 此时驱动电流的峰值比较大,而一般 IC 的驱动电流输出能力都是有一定 限制的,当实际驱动电流达到IC 输 出的最大值时,此时IC 输出相当于 一个恒流源,对Cgs 线性充电,驱动 电压波形的上升率会变慢。

电流曲线 就可能如左图所示(此时由于电流不 变,电感不起作用)。

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Q
L
Rg
Cgs
DR IVE
VC C
12V
驱动电压:
驱动电流:
可以看到当Rg比较小时驱动电压上冲会比较高,震荡比较多,L越大越明显,此时会对MOSFET及其他器件性能产生影响。

但是阻值过大时驱动波形上升比较慢,当MOSFET有较大电流通过时会有不利影响。

此外也要看到,当L比较小时,
此时驱动电流的峰值比较大,而一般
IC的驱动电流输出能力都是有一定
限制的,当实际驱动电流达到IC输
出的最大值时,此时IC输出相当于
一个恒流源,对Cgs线性充电,驱动
电压波形的上升率会变慢。

电流曲线
就可能如左图所示(此时由于电流不
变,电感不起作用)。

这样可能会对
IC的可靠性产生影响,电压波形上升
段可能会产生一个小的台阶或毛刺。

TR(nS) 19 49 230 20 45 229 Rg(ohm) 10 22 100 10 22 100 L(nH) 30 30 30 80 80 80
可以看到L 对上升时间的影响比较小,主要还是Rg 影响比较大。

上升时间可以用2*Rg*Cgs 来近似估算,通常上升时间小于导通时间的二十分之一时,MOSFET 开关导通时的损耗不致于会太大造成发热问题,因此当MOSFET 的最小导通时间确定后Rg 最大值
也就确定了 Rg 140Ton_min
Cgs
,一般Rg 在取值范围内越小越好,但是考虑EMI 的话可以
适当取大。

以上讨论的是MOSFET ON 状态时电阻的选择,在MOSFET OFF 状态时为了保证栅极电荷快速泻放,此时阻值要尽量小,这也是Rsink<Rsource 的原因。

通常为了保证快速泻放,在Rg 上可以并联一个二极管。

当泻放电阻过小,由于走线电感的原因也会引起谐振(因此有些应用中也会在这个二极管上串一个小电阻),但是由于二极管的反向电流不导通,此时Rg 又参与反向谐振回路,因此可以抑制反向谐振的尖峰。

这个二极管通常使用高频小信号管1N4148。

实际使用中还要考虑MOSFET 栅漏极还有个电容Cgd 的影响,MOSFET ON 时Rg 还要对Cgd 充电,会改变电压上升斜率,OFF 时VCC 会通过Cgd 向Cgs 充电,此时必须保证Cgs 上的电荷快速放掉,否则会导致MOSFET 的异常导通。

Q
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Cg s
VC C
Cg d
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