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公司新聞

點(diǎn)擊:273 發(fā)布于:2022-10-20

我們?cè)趹?yīng)用MOS管和設(shè)計(jì)MOS管驅(qū)動(dòng)的時(shí)候,有很多寄生參數(shù),其中最影響MOS管開(kāi)關(guān)性能的是源邊感抗。寄生的源邊感抗主要有兩種來(lái)源,第一個(gè)就是晶圓DIE和封裝之間的Bonding線的感抗,另外一個(gè)就是源邊引腳到地的PCB走線的感抗(地是作為驅(qū)動(dòng)電路的旁路電容和電源網(wǎng)絡(luò)濾波網(wǎng)的返回路徑)。在某些情況下,加入測(cè)量電流的小電阻也可能產(chǎn)生額外的感抗。
 
我們分析一下源邊感抗帶來(lái)的影響:
 
1.使得MOS管的開(kāi)啟延遲和關(guān)斷延遲增加
 
由于存在源邊電感,在開(kāi)啟和關(guān)段初期,電流的變化被拽了,使得充電和放電的時(shí)間變長(zhǎng)了。同時(shí)源感抗和等效輸入電容之間會(huì)發(fā)生諧振(這個(gè)諧振是由于驅(qū)動(dòng)電壓的快速變壓形成的,也是我們?cè)?G端看到震蕩尖峰的原因),我們加入的門(mén)電阻Rg和內(nèi)部的柵極電阻Rm都會(huì)抑制這個(gè)震蕩(震蕩的Q值非常高)。
MOS管
我們需要加入的優(yōu)化電阻的值可以通過(guò)上述的公式選取,如果電阻過(guò)大則會(huì)引起G端電壓的過(guò)沖(優(yōu)點(diǎn)是加快了開(kāi)啟的過(guò)程),電阻過(guò)小則會(huì)使得開(kāi)啟過(guò)程變得很慢,加大了開(kāi)啟的時(shí)間(雖然G端電壓會(huì)被抑制)。
 
園感抗另外一個(gè)影響是阻礙Id的變化,當(dāng)開(kāi)啟的時(shí)候,初始時(shí)di/dt偏大,因此在原感抗上產(chǎn)生了較大壓降,從而使得源點(diǎn)點(diǎn)位抬高,使得Vg電壓大部分加在電感上面,因此使得G點(diǎn)的電壓變化減小,進(jìn)而形成了一種平衡(負(fù)反饋系統(tǒng))。
 
另外一個(gè)重要的寄生參數(shù)是漏極的感抗,主要是有內(nèi)部的封裝電感以及連接的電感所組成。
 
在開(kāi)啟狀態(tài)的時(shí)候Ld起到了很好的作用(Subber吸收的作用),開(kāi)啟的時(shí)候由于Ld的作用,有效的限制了di/dt/(同時(shí)減少了開(kāi)啟的功耗)。在關(guān)斷的時(shí)候,由于Ld的作用,Vds電壓形成明顯的下沖(負(fù)壓)并顯著的增加了關(guān)斷時(shí)候的功耗。
 
下面談一下驅(qū)動(dòng)(直連或耦合的)的一些重要特性和典型環(huán)節(jié):
 
直連電路最大挑戰(zhàn)是優(yōu)化布局
 
實(shí)際上驅(qū)動(dòng)器和MOS管一般離開(kāi)很遠(yuǎn),因此在源級(jí)到返回路徑的環(huán)路上存在很大的感抗,即使我們考慮使用地平面,那么我們?nèi)耘f需要一段很粗的PCB線連接源級(jí)和地平面。
驅(qū)動(dòng)
另外一個(gè)問(wèn)題是大部分的集成芯片的輸出電流都比較小,因?yàn)橛捎诳刂祁l率較高,晶圓大小受到限制。同時(shí)內(nèi)部功耗很高也導(dǎo)致了IC的成本較高,因此我們需要一些擴(kuò)展分立的電路。

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