實(shí)例分析MOS管最大工作頻率計(jì)算方法-KIA MOS管

下面以實(shí)例分析MOS管最大工作頻率的計(jì)算方法。

上圖是一個(gè)控制MOS管開(kāi)關(guān)的簡(jiǎn)單電路圖，根據(jù)之前的分析，MOS管柵極與源極之間有寄生電容，柵極與漏極之間也有寄生電容。

另外，MOS管源極接地，漏極輸出，這種情況下會(huì)產(chǎn)生米勒效應(yīng)，使得從柵極向MOS管看進(jìn)去的電容增加很多。

所以，從柵極看進(jìn)去的電容為輸入電容+米勒電容。其中，輸入電容可以從MOS管手冊(cè)中柵極一次充電需要多少電荷這個(gè)參數(shù)獲取。

MOS管柵極輸入電容充放電時(shí)間計(jì)算

以IRF3205的參數(shù)計(jì)算，假定柵極電壓為10V，那么柵極寄生電容量為：

110nC/10V=11nF

與10K放電電阻的時(shí)間常數(shù)為110us。

但是，不是經(jīng)過(guò)一個(gè)時(shí)間常數(shù)之后MOS管就關(guān)斷了，還要考慮轉(zhuǎn)換米勒平臺(tái)、柵極電容不是線性等問(wèn)題（MOS管工作頻率較高時(shí)，還應(yīng)考慮延時(shí)時(shí)間、上升時(shí)間和下降時(shí)間等），所以不太準(zhǔn)確的估計(jì)，可以把柵極電容放電時(shí)間估計(jì)為110us的2倍，即0.22ms。

同樣，可以計(jì)算MOS管柵極充電時(shí)間，充電電阻為3K，預(yù)估充電時(shí)間為0.066ms。

因此，MOS管的柵極輸入電容的充放電時(shí)間為：

0.22ms+0.066ms=0.286ms

該MOS管在此電路中最大開(kāi)關(guān)工作頻率為3.5kHz。

實(shí)際上，工作于3.5kHz時(shí)，漏極電流已經(jīng)是鋸齒波，即漏極電流沒(méi)有平頂部分也沒(méi)有平底部分。此時(shí)很難說(shuō)是開(kāi)關(guān)狀態(tài)工作了。通常，開(kāi)關(guān)工作要求電流上升時(shí)間和下降時(shí)間小于開(kāi)關(guān)頻率的10％，這樣才可以稱(chēng)為開(kāi)關(guān)工作。

因此，該MOS管在此電路中的開(kāi)關(guān)頻率約為350Hz時(shí)，能夠輸出正常的方波信號(hào)。

MOS管時(shí)間參數(shù)

在MOS管的數(shù)據(jù)手冊(cè)中經(jīng)常看到如下的時(shí)間參數(shù)和波形圖，這里涉及的參數(shù)一般在MOS管開(kāi)關(guān)頻率到達(dá)上百kHz要考慮。

在較低頻率的應(yīng)用時(shí)，可完全忽略。因?yàn)镸OS管柵極寄生電容的充放電時(shí)間和轉(zhuǎn)換延時(shí)時(shí)間、上升時(shí)間、下降時(shí)間等差上2-3個(gè)數(shù)量級(jí)。

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