กฎทั่วไปของหัวแม่มือที่คุณได้ยินเมื่อเรียนวิศวกรรมไฟฟ้าก็คือกระแสเกทของ MOSFET จะอยู่ที่ประมาณ 0 เสมอเมื่อใดจึงไม่ปลอดภัยที่จะสันนิษฐานว่าเป็น 0
คำตอบ:
ภายใต้สภาวะชั่วคราวกระแสไฟฟ้าเกตจะไม่เป็นศูนย์เนื่องจากคุณต้องชาร์จ (หรือคายประจุ) ค่าความจุเกตและสิ่งนี้ต้องใช้กระแสไฟฟ้า ยิ่งกระแสไฟเกตมากขึ้นแรงดันเกตจะเปลี่ยนเร็วขึ้นและสวิตช์ของอุปกรณ์จะทำงานเร็วขึ้น เมื่อการเปลี่ยนสวิทช์เสร็จสมบูรณ์กระแสเกตจะเข้าใกล้ศูนย์ (และส่วนใหญ่จะเป็นกระแสรั่วไหล)
สำหรับความถี่สลับต่ำ (PWM) กระแสไฟเกต rms จะต่ำ ความถี่การสลับที่สูงขึ้นจะเพิ่มกระแส rms
ข้อยกเว้นที่สำคัญที่สุดมักจะไม่ใช่การรั่วไหลคงที่ แต่เมื่อชาร์จหรือปล่อยประจุของประตูเพื่อเปิดหรือปิด
กระแสของเกตประมาณ 0.1 ถึง 1 แอมป์นั้นโดยทั่วไปจะต้องชาร์จและคายประจุของเกตในเวลาที่รวดเร็ว
เร็วเกินไปนำไปสู่การสูญเสียพิเศษ
ช้าเกินไปที่จะนำไปสู่ FET อยู่ในสภาพต้านทานทานระหว่างปิดและยากและกระจายพลังงานจำนวนมากเมื่อเทียบกับสิ่งที่สามารถทำได้ด้วยการออกแบบที่เหมาะสม
นี่คือสาเหตุที่ต้องใช้ตัวขับเกตและทำไมคุณไม่สามารถขับเกต MOSFET ที่ความถี่สูงจากพินไมโครคอนโทรลเลอร์โดยทั่วไปสามารถส่งได้ 1 ถึง 30 mA แม้ว่าจะเป็นไปตามข้อกำหนดด้านแรงดันไฟฟ้าก็ตาม
_______________________________-
ที่เกี่ยวข้อง - กระแสไดรฟ์เกต MOSFET:
มักจะไม่นิยมที่ MOSFET ถูกเปลี่ยนที่ 10 kHz บวกอาจต้องการกระแสไดรฟ์เกตในช่วง 0.1A - 1A เพื่อให้ได้เวลาเปลี่ยนที่เพียงพอ - ขึ้นอยู่กับการใช้งาน ที่เกตหลายสิบของ kHz ไดรฟ์ที่ปลายสูงกว่าของช่วงจะเป็นเรื่องธรรมดา
เอกสารข้อมูลทางเทคนิค MOSFET ระบุค่าใช้จ่ายเกตและค่าความจุเกต โดยทั่วไปแล้วความสามารถในการเก็บประจุจะอยู่ในช่วง "กี่นาโนฟาเรด" และการชาร์จเกตโดยทั่วไปจะเป็นเพียงนาโนวินาทีจำนวนหนึ่งและค่าความจุอินพุตเป็นนาโนเมตรหรือน้อย
การใช้ตัวเลือกพารามิเตอร์แบบ Digikeys ฉันเพิ่งเซต N Channel MOSFETS ของ 60-100 V Vds และ 10-20 Amp Ids
ค่าเกตประตูต่ำสุดที่ 3.4 nC และความจุอินพุต = 256 pF และ
สูงถึง 225 nC กับความจุอินพุต 5700 pF ที่
มีค่ามัธยฐานควอไทล์ด้านล่าง = 18 nC และ 870 pF และ
ค่ามัธยฐานควอไทล์ชั้นบน = 46 nC และ 1200 pF
ประจุนั้นจะต้องถูก "สูบ" เข้าและออกจากความจุประตู
หากคุณกำลัง PWMing ที่ความเร็ว 10 kHz ดังนั้น 1 รอบ = 100 uS ดังนั้นคุณหวังว่าเวลาเปลี่ยนจะเป็นเพียงเล็กน้อย หากคุณต้องการชาร์จหรือปล่อย nF ไปยัง / จากศูนย์ถึงโดยทั่วไปคือ 3V ถึง 12V การมีไดรฟ์อย่างน้อย 100 mA เป็นสิ่งจำเป็น
1 Coulomb = 1 amp.second ดังนั้น 10 nC ต้องการ 1 A สำหรับ 0.01 uS หรือ 0.1A สำหรับ 0.1 uS MOSFET ที่ออกมาน่ากลัวกว่าข้างต้นด้วยค่าประตู 225 nC จะใช้เวลา 0.225 uS ในการชาร์จที่ 1A และ 2.25 uS ที่ 0.1A สาเหตุที่ทำให้ FET นี้แย่กว่ามากคือ i คือ "sepcial - เป็นอุปกรณ์โหมดพร่อง 100V 16Aที่มักจะเปิดโดยไม่มีแรงดันเกตและต้องใช้แรงดันเกตเชิงลบเพื่อปิด ติด "โดยเช่น60V นี้ส่วน 20Aกับค่าประตู 100+ nC
ส่วน 60A 14A ที่ปกติมากขึ้นนี้มีค่าประตูสูงสุด 18 nC ขับมันจากขาของไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ 10 mA และจะใช้! 1.8 uS เพื่อชาร์จตัวเก็บประจุ gate - อาจยอมรับได้ที่ 10 kHz และแย่มากที่ 100 kHz ด้วยเวลาสลับขึ้นและลงที่ 110 และ 41 nS เมื่อ 'ขับเคลื่อนอย่างถูกต้อง' คุณจะต้องการได้ดีกว่า ~ 2 ยูเอสเกตเวลาในการชาร์จเพื่อสลับที่ใดก็ได้ใกล้กับขีด จำกัด บน
ตัวอย่าง:
โปรแกรมควบคุมเกตด้านสูง 200 nS:
แหล่งที่มาของวงจรนี้ไม่แน่ใจ - ผ่าน PICList สมาชิกฉันคิดว่า สามารถตรวจสอบว่าใครสนใจ หมายเหตุหมวกวงจรนี้เป็น "ฉลาด" มากกว่าที่เห็นได้ชัดมาก (แลงชอบการจัดเรียงอินพุตที่ใช้ที่นี่) ~ = 3V แกว่งข้าม R14 ทำให้แกว่งประมาณ 15V ประมาณ R15 ดังนั้นฐาน Q14 / Q15 แกว่งจาก + 30V ถึง +15V โดยให้ ~ 15V หากประตูด้านข้างสูงขับไปที่ P Channel MOSFET
ตรวจสอบแผ่นข้อมูล สำหรับมอสเฟตนี้พวกเขาระบุเกตไปยังแหล่งกระแสรั่วไหลสูงสุด 100nA หากคุณกำลังขับ FET จาก opamp เป็นต้นคุณอาจเพิกเฉยได้ หากคุณใช้แรงดันไฟฟ้าสถิตย์ที่มีประจุต่ำมาก 100nA อาจมากเกินไป ทุกอย่างขึ้นอยู่กับใบสมัครของคุณ แต่ในกรณีส่วนใหญ่กระแสสถิตนี้จะเล็กน้อย การเปิดและปิดจะทำให้จุดสูงสุดในปัจจุบันมีขนาดใหญ่ขึ้นในการชาร์จและคายประจุของเกต
สถานการณ์สมมุติ: สมมติว่าคุณต้องการใช้เครื่องมือ / การตรวจจับแรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากประจุเล็ก ๆ (ค่าใช้จ่ายที่สามารถทำได้แม้กระทั่งกระแสเล็ก ๆ ผ่านความต้านทานที่สูงมาก)
นี่คือรูปคลื่นบางส่วนที่ระบุลักษณะชั่วคราวบางส่วนของ MOSFET ขนาดใหญ่ กระแสไฟเกตสูงขึ้นระหว่างการสลับและอาจทำให้แรงดันไดรฟ์เกตลดลงที่นี่ 
(สายสีดำ)
ฉันคิดว่าลักษณะทั่วไปนี้มาจากการเปรียบเทียบ MOSFET กับ BJT ในแง่ของแอปพลิเคชั่นขยายเสียงในอุดมคติ
"BJT เป็นอุปกรณ์ที่ควบคุมกระแสไฟฟ้า (กระแสในตัวเก็บกระแสควบคุมพื้นฐาน, แรงดันไฟฟ้าพื้นฐานที่ถูกจับไปยัง PN ไปข้างหน้าลดลง) ในขณะที่ MOSFET เป็นอุปกรณ์แปลงสัญญาณไฟฟ้า .
เมื่อคุณพูดถึงเครื่องขยายเสียง "steady-state" (ไม่มีการสับเปลี่ยนอย่างหนักหรือการเหวี่ยงครั้งใหญ่ในการให้น้ำหนัก) สมมติฐานของ 'zero base current' มีความเป็นจริงมากพอที่จะให้คุณทำงานได้อย่างมีความหมาย
เมื่อคุณแนะนำการสลับฮาร์ดความถี่สูงอย่างที่คนอื่น ๆ ได้ชี้ให้เห็นถึงความจุโดยธรรมชาติของ MOSFET ที่ควบคุมพฤติกรรม (เช่นกระแสไฟฟ้าพื้นฐานที่ดึงออกมาเป็นฟังก์ชั่นของการชาร์จและการปลดปล่อยประจุไฟฟ้าของประตู) ดังนั้นการสันนิษฐานว่า