驱动MOSFET了解吗?MOSFET栅极驱动功率详解!
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以下内容中,小编将对MOSFET的相关内容进行着重介绍和阐述,希望本文能帮您增进对MOSFET的了解,和小编一起来看看吧。
一、驱动MOSFET
MOSFET具有以下特性:
1、由于MOSFET是电压驱动器件,因此没有直流电流流入栅极。
2、为了让MOSFET导通,必须向栅极施加高于额定栅极阈值电压Vth的电压。
3、当处于稳定的开或关状态时,MOSFET栅极驱动基本上不消耗功率。
4、从驱动输出可以看出,MOSFET的栅源极电容随其内部状态的变化而变化。
MOSFET通常的工作频率范围从几kHz到几百kHz。栅极驱动功耗低是MOSFET的一个优点。
下面,我们来看看MOSTET栅极驱动与基极驱动.
传统的双极晶体管是电流驱动的器件,而MOSFET是电压驱动的器件。
图1.1示出了双极晶体管。必须在基极和发射极之间施加电流,以在集电极中产生电流。图1.2示出了MOSFET,当在栅极和源极端子之间施加电压时在漏极中产生电流。MOSFET的栅极由氧化硅层组成。由于栅极与源极是绝缘的,所以在栅极端子上施加直流电压理论上不会引起电流在栅极中流动,除了在栅极充电和放电的瞬态期间。在实践中,栅极会产生几毫微安量级的微小电流。当栅极端子和源极端子之间没有电压时,由于漏极-源极的阻抗非常高,除了漏电流之外,没有电流在漏极中流动。
二、MOSFET栅极驱动功率详解
MOSFET栅极驱动电路消耗的功率随着其频率而成比例地增大。本节介绍了栅极驱动电路(图1.8中所示)的功耗。
在图1.8中,通过栅极电阻器R1在MOSFET的栅极端子和源极端子之间施加了栅极脉冲电压 VG。假设VGS从0V升高至VG(图1.9为的10V)。VG足以开通MOSFET。MOSFET一开始处于关断状态,在VGS从0V升高至VG时开通。在此瞬态开关期间流过的栅电流计算如下:
从驱动电源供应的能量减去在栅极中积累的能量可以得出栅极电阻器消耗的能量。
关断期间,在栅极中积累的能量就是栅极电阻器消耗的能量。
每个开关事件消耗的能量E等于驱动电路供应的能量。将E乘以开关频率fsw,可计算出栅极驱动电路PG的平均功耗:
栅极驱动电路的平均功耗Pg也可以用输入电容表示为:
但这样计算得出的 PG 值和实际功率损耗有很大出入。这是因为CISS包括具有米勒电容的栅漏电容 CGD,因此是VDS的函数,且栅源电容CGS是VGS的函数。
最后,小编诚心感谢大家的阅读。你们的每一次阅读,对小编来说都是莫大的鼓励和鼓舞。最后的最后,祝大家有个精彩的一天。