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的开关过程进行相关介绍与分析,帮助理解学习工作过程中的相关内容。首先简单介绍常规的基于栅极电荷的特性,理解MOSFET的开通和关断的过程,然后从漏极导通特性、也就是放大特性曲线,来理解其开通关断的过程,以及MOSFET在开关过程中所处的状态。 [t1-t2] 区间,MOSFET的DS电流Id增加,Vds仍然保持VDD,Vgs上升到米勒平台电压,Id电流也上升到负载电流最大值Id(max),Vds电压开始从VDD下降。 [t2-t3] 区间,t2时刻,MOSFET工作在饱和区,Vgs保持不变, 此期间,Cgs不再消耗电荷,VDD开始给Cgd提供放电电流。 在米勒平台区,驱动电路仍然对栅极提供驱动电流、仍然对栅极电容充电,为什么栅极的电压不上升?下面将基于漏极导通特性分析MOSFET开通过程,解释米勒平台区,栅极电压不上升。 MOSFET的漏极导通特性如图4所示,MOSFET与三极管一样,当MOSFET应用于放大电路时,通常要使用此曲线研究其放大特性。只是三极管使用的基极电流、集电极电流和放大倍数,而MOSFET管使用栅极电压、漏极电流和跨导。根据功率MOSFET输出特征,工作区也可以分为三个区:关断区、线性区(恒流区)和可变电阻区。 当驱动开通脉冲加到MOSFET的G和S极时,Vgs的电压逐渐升高时,MOSFET的开通轨迹A-B-C-D见图5的路线:功率MOSFET的开通轨迹 动态恒流区(线性区)就是图中的A-B,也就是Vgs电压从Vth增加到米勒平台电压Vgs(pl)的区间,从这个过程可以非常直观的发现:MOSFET工作在恒流区,因为Vgs的电压在变化,这个过程是一个动态恒流的过程,也就是Vgs电压和Id电流自动找平衡的动态过程。Vgs电压的变化伴随着Id电流相应的变化,其变化关系就是MOSFET的跨导gfs: 在这个过程中,Vgs电压保持不变(A-B垂直横轴),Vgd的电压为Vgs-Vds,为负压,就是D的电压高于G。当Id电流达到负载的最大允许电流ID(max)时,也就是图3中的B点,MOSFET进入下一个工作区:米勒平台区。 这个电流足够大,可以将驱动电路能够提供的电流都抽取过去,驱动电路的电流几乎全部流过Crss(Cgd),以扫除Crss电容(米勒电容)存储的电荷,这样Cgs电容几乎没有电流流过,栅极电压也就基本维持不变,可以看到Vgs在一段时间B-C内维持一个平台电压,这就是米勒平台区。 在这个工作区,栅级对应的米勒平台电压,由系统的最大电流Id(max)和MOSFET的Vth、跨导来决定,满足上面的公式。 图5中C-D区为可变电阻区,此时Cgs、Cgd电压相等都为米勒平台电压,Vds电压不再变化,那么Cgd就不再有dv/dt产生的抽取电流,因此驱动电路又开始对Ciss充电,Vgs电压从米勒平台电压开始增加,直到达到驱动电压的最大值。这个过程中,MOSFET导通压降稍有降低,降低到最小值,基本上变化不大,导通压降为漏极电流Id和导通电阻Rds(on)的乘积,这也是完全导通区。 江南官方体育app 上一篇:MOSFET和IGBT内部结构与 下一篇:mosfet和igbt相比具有什 |