功率MOSFET的關(guān)斷過程和和關(guān)斷損耗資料下載

功率MOSFET的感性負載關(guān)斷過程和開通過程一樣，有4個階段，但是時間常數(shù)不一樣。驅(qū)動回路的等效電路圖如圖1所示，RG1為功率MOSFET外部串聯(lián)的柵極電阻，RG2為功率MOSFET內(nèi)部的柵極電阻，RDown為驅(qū)動電路的下拉電阻，關(guān)斷時柵極總的等效串聯(lián)柵極電阻RGoff=RDown RG1 RG2。 圖1：功率MOSFET驅(qū)動等效電路 圖2：功率MOSFET關(guān)斷波形 （1）模式M1：t5-t6 柵極驅(qū)動信號關(guān)斷，VGS電壓從VCC以指數(shù)關(guān)系下降，ID電流、VDS電壓維持不變,在t6時刻，VGS降為米勒平臺電壓，這個階段結(jié)束。 此過程中，柵極的電壓VGS為： 其中：，VCC為柵極驅(qū)動電源的電壓。若t5=0，則有： 在實際應(yīng)用中如連續(xù)模式CCM工作的BUCK變換器，電感電流在開通時刻和關(guān)斷時刻并不一樣，因此開通時刻和關(guān)斷時刻的米勒平臺電壓VGP也不一樣，要分別根據(jù)各自的電流和跨導(dǎo)計算實際的米勒平臺電壓。 （2）模式M2：t6-t7 在t6時刻，功率MOSFET進入關(guān)斷的米勒平臺區(qū)，這個階段的ID電流保持不變，VDS電壓下升到最大值即電源電壓VDD后，這個階段結(jié)束。 整個米勒平臺持續(xù)的時間為： （3）模式M3：t7-t8 從t7時刻開始，ID電流從最大值減小，VDS電壓保持電源電壓VDD不變，當VGS電壓減小到VGS(th)時，ID電流也減小到約為0時，這個階段結(jié)束。 VGS電壓的變化公式和模式1相同，只是起始電壓和結(jié)束電壓不一樣。 （4）模式M4：t8-t9 這個階段為ID電流為0，VDS電壓保持電源電壓VDD不變，當VGS電壓減小到0時，這個階段結(jié)束，VGS電壓的變化公式和模式1相同。 在關(guān)斷過程中，t6~t7和t7~t8二個階段電流和電壓產(chǎn)生重疊交越區(qū)，因此產(chǎn)生開關(guān)損耗。 關(guān)斷損耗可以用下面公式計算： 同樣，關(guān)斷損耗的米勒平臺時間在關(guān)斷損耗中占主導(dǎo)地位。對于兩個不同的MOSFET，如A管和B管，即使A管的Qg和Ciss小于B管的，但如果A管的Crss比B管的大得多時，A管的開關(guān)損耗就有可能大于B管，因此選取的MOSFET開關(guān)損耗占較大比例時，需要優(yōu)先考慮米勒電容Crss的值。 整體開關(guān)損耗為開通及關(guān)斷的開關(guān)損耗之和： 從上面的分析可以得到以下結(jié)論： （1）減小驅(qū)動電阻可以減小線性區(qū)持續(xù)的時間，提高開關(guān)的速度，從而降低開關(guān)損耗，但是過高的開關(guān)速度會引起EMI的問題。 （2）提高柵極驅(qū)動電壓也可以提高開關(guān)的速度，降低開關(guān)損耗。同時，高的柵極驅(qū)動電壓會增加驅(qū)動損耗，特別是輕載的時候，對效率的影響更明顯。 （3）降低米勒電壓，也就是降低閾值開啟電壓同時提高跨導(dǎo)，也可以提高開關(guān)速度，降低開關(guān)損耗。但過低的閾值電壓會使MOSFET容易受到干擾誤導(dǎo)通，而跨導(dǎo)和工藝有關(guān)。? (mbbeetchina)