กำหนดความเร็วในการสลับ MOSFET

ฉันจะกำหนดความเร็วในการสลับของ MOSFET ด้วย Qg (ค่าเกต), Vgs (แรงดันไฟทางแยก GS) และตัวต้านทานเกตได้อย่างไร? ฉันจะกำหนดมูลค่าที่ต้องการของตัวต้านทานเกตได้อย่างไร?

จากมุมมองของวงจรการขับขี่ประตูจะดูเหมือนตัวเก็บประจุไปยังแหล่งกำเนิด ที่จริงแล้วมันมีความสามารถในการระบายน้ำออกมาด้วยเช่นกัน คุณรู้ว่าแรงดันไฟฟ้าที่เกตต้องเปลี่ยนและค่าที่ต้องถ่ายโอนจะทำสำเร็จ จากนั้นง่ายในการคำนวณความจุเทียบเท่า: Farads = Couloumbs / Volt เมื่อคุณมีความจุค่าคงที่เวลา R * C จะให้ความคิดกับคุณว่าประตูจะสังหารได้เร็วเพียงใดเมื่อป้อนข้อมูลแบบขั้นตอนที่อีกด้านหนึ่งของตัวต้านทานเกต ในการเข้าถึง 90% ของแรงดันเกตสุดท้ายเช่นใช้ค่าคงที่ 2.3 เท่า

เมื่อ FET "สวิทช์" จริง ๆ แล้วก็ยุ่งยากมากขึ้น FET จะไม่เปลี่ยนจาก full off เป็น full ที่แรงดันเกตโดยเฉพาะ แต่มีแรงดันเกทที่การเปลี่ยนแปลงเพิ่มเล็กน้อยจะทำให้ความแตกต่างในลักษณะเอาต์พุตเอาท์พุต FET มากที่สุด คุณต้องตัดสินใจว่าจะเปิดและปิด "การเปลี่ยน" เต็มความหมายจริง ๆ แล้วตัดสินใจเลือกช่วงแรงดันเกตที่แสดง จากนั้นคุณสามารถใช้โมเดล RC ที่เทียบเท่ากันเพื่อตัดสินใจว่าอินพุตขั้นตอนเร็วเพียงใดที่จะทำให้เกิดการฆ่าข้ามภูมิภาคนี้ ตัวอย่างเช่นหากคุณตัดสินใจว่าการสลับส่วนใหญ่เกิดขึ้นระหว่าง 20% ถึง 80% ของแรงดันเกตนั่นก็จะเป็นค่าคงที่เวลา 1.4

ส่วนใหญ่ของการกระทำการสลับเกิดขึ้นเมื่อแรงดันเกตของประตูเกิดขึ้นที่แรงดันเกต Vgsth ซึ่งจะทำให้แรงดันการไหลลดลงอย่างรวดเร็วและสิ่งที่เรียกว่ามิลเลอร์เอฟเฟกต์จะรักษาระดับไว้ที่นั่นจนกระทั่งท่อระบายน้ำ

(จากhttps://web.archive.org/web/20120324165247/http://www.ti.com/lit/ml/slup097/slup097.pdf )

สำหรับตัวอย่างที่ใช้งานได้สมมติว่าคุณมีIRL540Nที่คุณขับรถด้วยแหล่งจ่ายไฟ 5V ที่มีความต้านทานอนุกรม 100 โอห์ม

เกตของเกตเป็น spec'd ที่ระหว่าง 1 และ 2 V. ซึ่งหมายความว่าเกตที่ชาร์จกระแสจะเป็น 30-40mA ค่าประตูรวมทั้งหมดระบุไว้ที่ <74nC ดังนั้นคุณกำลังพูดถึงเวลาเปลี่ยนสูงสุดของ t = Qmax / Imin = 74nC / 30mA = 2.47usec

ทำไมไม่มีใครใช้เกตต้านทานที่มีความต้านทานเป็นศูนย์?

หลากหลายเหตุผล:

• การเหนี่ยวนำแหล่งกาฝากใน MOSFET สามารถทำให้เกิดการแกว่งความถี่สูงหรืออย่างน้อย turnon ที่มีค่า underdamped สูง

• โดยทั่วไปคุณต้องการปรับเวลาเปิด - ปิดอย่างเหมาะสมด้วยเหตุผล EMI

• และในไดรฟ์เกตครึ่งสะพานคุณมักจะใช้ไดโอดขนานกับตัวต้านทานแบบเทิร์น - ออนเพื่อให้การเปิด - ปิดเป็นไปอย่างรวดเร็ว แต่การเปิดเครื่องช้า ไม่เช่นนั้นคุณสามารถยิงทะลุได้ด้วยเหตุผลที่เกินขอบเขตของโพสต์นี้ (ถ้าฉันมีเวลาฉันจะเขียนบล็อกเกี่ยวกับสิ่งนั้นและโพสต์ลิงก์ไปยังมัน)