MOS管-源邊感抗的影響及驅(qū)動(dòng)（直連或耦合）的重要特性-KIA MOS管

分析源邊感抗帶來(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)源邊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)贕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管源邊感抗驅(qū)動(dòng)

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）。

源邊感抗另外一個(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，因此在源邊感抗上產(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。

驅(qū)動(dòng)（直連或耦合）的重要特性和典型環(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。

MOS管源邊感抗驅(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。

旁路電容的大小

由于開(kāi)啟的瞬間，MOS管需要吸取大量的電流，因此旁路電容需要盡可能的貼近驅(qū)動(dòng)器電源端。

有兩個(gè)電流需要我們?nèi)タ紤]：第一個(gè)是驅(qū)動(dòng)器靜態(tài)電流，它收到輸入狀態(tài)的影響。他可以產(chǎn)生一個(gè)和占空比相關(guān)的紋波。

另外一個(gè)是G極電流，MOS管開(kāi)通的時(shí)候，充電電流時(shí)將旁路電流的能量傳輸至MOS管輸入電容上。其紋波大小可用公式來(lái)表明，最后兩個(gè)可合在一起。

驅(qū)動(dòng)器保護(hù)

MOS管源邊感抗驅(qū)動(dòng)

如果驅(qū)動(dòng)器輸出級(jí)為晶體管，那么我們還需要適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)來(lái)防止反向電流。一般為了成本考慮，我們采用NPN的輸出級(jí)電路。NPN管子只能承受單向電流，高邊的管子輸出電流，低邊的管子吸收電流。

在開(kāi)啟和關(guān)閉的時(shí)候，無(wú)可避免的源感抗和輸入電容之間的振蕩使得電流需要上下兩個(gè)方向都有通路，為了提供一條方向通路，低電壓的肖特基二極管可以用來(lái)保護(hù)驅(qū)動(dòng)器的輸出級(jí)，這里注意這兩個(gè)管子并不能保護(hù)MOS管的輸入級(jí)（離MOS管較遠(yuǎn)），因此二極管需要離驅(qū)動(dòng)器引腳非常近。

晶體管的圖騰柱結(jié)構(gòu)

MOS管源邊感抗驅(qū)動(dòng)