功率MOSFET的寄生振荡和振铃
电源EMI传导辐射实际整改经验总结(绝对值得)
电源EMI传导辐射实际整改经验总结(绝对值得)第一篇:电源EMI传导辐射实际整改经验总结(绝对值得)1、在反激式电源中,Y电容接初级地与次级地之间在20MHZ时,会比Y电容接在高压与次级地之间高5dB左右。
当然也要视情况而定。
2、MOS管驱动电阻最好能大于或等于47R。
降低驱动速度有利于改善MOS管与变压器的辐射。
一般采用慢速驱动和快速判断的办法。
3、若辐射在40MHZ-80MHZ之间有些余量不够,可适当地增加MOS管DS之间的电容值,以达到降低辐射量的效果。
4、若在输入AC线上套上磁环并绕2圈,有降低40-60MHZ之间辐射值的趋势,那么在输入EMI滤波部分中串入磁珠则会达到同样的效果。
如在NTC电阻上分别套上两个磁珠。
5、在变压器与MOS管D极之间最好能串入一个磁珠,以降低MOS管电流的变化速度,又能降低输出噪音。
6、电源输入AC滤波部分,X电容放在共模电厂的那个位置并不重要,注意布线时要将铜皮都集中于X电容的引脚处,以达到更好的滤波效果,但X电容最好不要与Y电容连接在同一焊点。
7、在300W左右的中功率电源中,其又是由几个不同的电源部分组成,一般采用三极共模电感。
第一级使用100UH-3MH左右的双线并绕锰锌磁环电感,其后再接Y电容,第二级与第三级可使用相同的共模电感,需要使用的电感量并不要求很大,一般10MH左右就能达到要求。
若把Y电容放在第二级与第三级之间,效果就会差一些。
如果采用两级共模滤波,秕一级电感量适当取大些,1.5-2.5MH左右。
8、如果采用三级,第一级电感量适当取小些,在200UH-1MH 之间。
测试辐射时,最好能在初次级之间的Y电容套上磁珠。
如果用三芯AC输入线,在黄绿地线上也串磁环,并绕上两到三圈。
9、在二极管上套磁珠,一般要求把磁珠套在其电压变化最剧烈的地方,在正端整流二极管中,其A端电压变化最剧烈。
10、实例分析:一台19W的二合一电源,在18MH左右处有超过QP值7dB,前级采用两级共模滤波方法和一个X电容,无论怎样更改滤波部分,此处的QP值总是难以压下来。
MOSFET的寄生振荡和振铃
2.1. 振荡现象 .................................................................................................................................... 3 2.1.1. 反馈电路(正反馈和负反馈) ......................................................................................... 4 2.1.2. 振荡条件 .......................................................................................................................... 4
mos的寄生电阻和电容
mos的寄生电阻和电容英文回答:Parasitic resistors and capacitors in MOSFETs are small, unintended resistors and capacitors that occur as a byproduct of the fabrication process. These parasitics can have a significant impact on the performance of a MOSFET, and must be taken into account when designing circuitsusing MOSFETs.The most common type of parasitic resistor in a MOSFETis the source-drain resistance (RDSon). RDSon is a measureof the resistance between the source and drain terminals of the MOSFET when the MOSFET is in the "on" state. RDSon is typically in the milliohm range, but can be higher forlarge MOSFETs.Parasitic capacitors in a MOSFET can occur between the gate and source terminals, the gate and drain terminals,and the source and drain terminals. These capacitors aretypically in the picofarad range, but can be higher for large MOSFETs.The parasitics in a MOSFET can have a number of negative effects on circuit performance. RDSon can increase the power dissipation of the MOSFET, and can also limit the maximum current that the MOSFET can handle. Parasitic capacitors can cause the MOSFET to turn on or off more slowly, and can also lead to ringing or oscillation in the circuit.There are a number of techniques that can be used to minimize the effects of parasitic resistors and capacitors in MOSFETs. One technique is to use a MOSFET with a low RDSon. Another technique is to use a MOSFET with a small parasitic capacitance. Finally, the circuit can be designed to minimize the effects of the parasitics.中文回答:寄生电阻和电容。
mos管多谐振荡电路
mos管多谐振荡电路1.引言1.1 概述概述多谐振荡电路是一种重要的电子电路,其作用是产生多个频率的振荡信号。
它在通信系统、无线电频率合成器以及许多其他电子设备中被广泛应用。
在多谐振荡电路中,MOS管扮演着至关重要的角色。
MOS管,即金属氧化物半导体场效应管,是一种基于MOS结构的电子元件。
它由金属接触、氧化物绝缘层以及半导体材料组成。
多谐振荡电路的基本原理是利用正反馈来实现振荡。
当系统中的电压或电流超过某个阈值时,会产生正反馈效应,使得电路产生振荡。
而MOS 管作为一种控制信号的关键元件,能够提供稳定的工作状态,并且对系统的频率响应有较好的调节能力。
在多谐振荡电路中,MOS管可以用来调节振荡频率和幅度。
通过改变MOS管的工作电压或工作电流,可以实现对振荡信号频率的调节。
此外,MOS管还可以用作开关,控制振荡信号的开关过程。
总而言之,多谐振荡电路是一种重要的电子电路,具有广泛的应用前景。
MOS管作为多谐振荡电路中的关键元件,能够提供稳定的工作状态,并且具有较好的调节能力。
通过研究和应用多谐振荡电路,我们可以实现对振荡信号频率和幅度的灵活控制,为各种电子设备的设计和开发提供技术支持。
1.2文章结构文章结构本文主要分为以下几个部分来讨论mos管多谐振荡电路的相关内容。
1. 引言1.1 概述在这一部分,我们将简要介绍多谐振荡电路的概念和背景,以及它在电子电路中的重要性和应用领域。
1.2 文章结构在这一部分,我们将详细说明本文的文章结构和各个部分的主要内容,以便读者可以清晰地了解本文的组织和内容布局。
1.3 目的在这一部分,我们将说明本文的主要目的是什么,即为什么要研究多谐振荡电路以及本文的研究目标。
2. 正文2.1 多谐振荡电路的基本原理在这一部分,我们将介绍多谐振荡电路的基本原理,包括其工作原理、基本组成和重要性。
2.2 MOS管在多谐振荡电路中的应用在这一部分,我们将详细讨论MOS管在多谐振荡电路中的应用,包括其在频率选择和频率合成等方面的作用和优势。
MOSFET驱动振荡那些事
MOSFET驱动振荡那些事MOSFET作为栅极电压控制器件,栅源极驱动电压的振荡会极大的影响器件和电源转换器的可靠性,实际应用中严重的栅极振荡还可能会引起器件或电路异常失效。
那引起MOSFET栅源振荡的原因是什么?有没有办法消除?本文将从工程师日常笔记,来分析功率MOSFET的GS寄生振荡和振铃的原因与改善措施,以及器件外围驱动参数和器件本身的优化。
图1 MOSFET栅源控制示意图MOSFET栅极振荡危害1-1 导致EMI裕量不足下图2,图3是在一款50W LED电源测试不同MOSFET波形和EMI辐射测试图。
图2 VGS 振荡轻微的波形及辐射测试图图3 VGS 振荡验证的波形及辐射测试图由图2、图3可知,振荡轻微的EMI辐射裕量高出约6dB。
1-2 动态负载切换振荡严重导致器件失效在某款电源动态测试时发现异常比例偏高,经过仔细测试分析发现该电源主开关管存在严重振荡现象如下图4。
图4、图6中通道1是MOSFET VGS栅源驱动电压波形。
图4中发现MOSFET出现反复的开通和关断。
通过进一步对异常导致失效的样品进行Decap 观察,发现芯片表面栅极压焊点存在较明显烧伤。
通过应用端分析,导致栅极振荡是电源在动态负载切换时,MOSFET存在较大的电流应力且电流变化较快。
经过应用端PCB布局调整优化等措施后,减小动态负载切换MOSFET电流应力,VGS振荡明显改善。
图4 电源动态测试VGS栅源振荡严重图5 振荡严重引起失效品Decap图6 PCB布局调整优化后VGS波形MOSFET栅极振荡机制分析MOSFET振荡和振铃的主要原因如下:2-1 振荡电路的形成振荡网络形成在电路中,并导致MOSFET的寄生振荡。
振荡的条件是:a.相位条件从输出到输入的反馈信号与输入信号在振荡频率上同相。
(正反馈回路)b.振幅条件由电路中的无源元件引起的损耗低于放大器获得的增益。
当电路具有正反馈并提供补偿损耗的增益时,就会发生振荡。
功率mosfet应用与解析(1)--功率mosfet基础
功率mosfet应用与解析(1)--功率mosfet基础本文内容较长,希望了解MOSFET基本参数工程师,需要花一些时间和耐心。
功率MOSFET基础内容表1.基本器件结构2.击穿电压3.导通状态特性4.电容5.栅极电荷6.栅极电阻7.导通和关断8.体二极管正向电压9.体二极管反向恢复10.雪崩能力和额定11.dV/dt额定12.热阻特性13.功率耗散14.安全工作区15.电流额定1.基本器件结构功率MOSFET (金属氧化物半导体场效应晶体管)是非常通用的功率器件,因为它具有低的栅极驱动功率,快的开关速度和优异的并联工作能力。
许多功率MOSFET具有纵向的垂直结构,源极和漏极在晶元的相对的平面,从而可以流过大的电流和具有高的电压。
图1a和1b示出沟漕和平面两种基本的器件结构。
沟漕结构主要用于额定电压低于200V的器件,因为它具有高的沟道密度,因此导通电阻低。
平面结构适合于更高的额定电压器件,因为导通电阻主要由epi-层的电阻来决定,因此无法得到高的单元密度。
两种结构基本的操作相同。
除了特别的定义,本文只讨论沟漕结构。
Figure 1a: 沟漕MOSFET结构 Figure 1b: 平面MOSFET结构2.击穿电压在许多功率MOSFET中,N+ 源极和P-体形成的结是通过金属物短路的,从而避免意外的导通寄生的三极管。
当没有偏置加在栅极时,功率MOSFET通过反向偏置P-体和N- Epi形成的结,可以承受高的漏极电压。
在高压器件中,绝大部分电压由少掺杂的Epi层来承受:厚的少掺杂的Epi层承受更高的击穿耐压,但是增加了导通电阻。
在低压器件中,P-体掺杂程度和N- Epi层差不多,也可以承受电压。
如果P-体的厚度不够,重掺杂太多,耗尽区可以通孔达到N+ 源极区,从而降低了击穿电压值。
如果P-体的厚度太大,重掺杂不够,沟道的电阻和阈值电压将增大。
因此需要仔细的设计体和Epi掺杂和厚度以优化其性能。
数据表中,BV DSS通常定义为漏电流为250uA时漏极到源极的电压。
mosfet的米勒振荡成因以及寄生电压问题
mosfet的米勒振荡成因以及寄生电压问题
Mosfet的Miller振荡是由于其输入电容与输出电容通过增益连接在一起,形成一个回路,从而引起振荡。
简单来说,Mosfet的输入电容和输出电容会形成一个反馈回路,即米勒电容。
当输入信号改变时,输入电容会导致输出电容的充放电过程产生延迟,影响输出信号的变化速度。
这种延迟和放大导致了信号的正反馈回路,从而引起Miller振荡。
在Miller振荡中,寄生电压问题也是一个重要的考虑因素。
因为Mosfet的输入和输出电容相互连接,而输入电容接地,输
出电容连接到信号源或负载,所以它们会产生一定的寄生电压。
这些寄生电压可能会使Mosfet进入非线性区域,导致失真和
不稳定。
为了解决寄生电压问题,可以采取一些措施,例如使用耦合电容和补偿电路来限制寄生电压的影响。
此外,选择合适的Mosfet参数和工作点也可以减小寄生电压的影响。
总结来说,Mosfet的Miller振荡是由于输入电容和输出电容形成的反馈回路引起的,而寄生电压则可能导致非线性和不稳定问题,需要适当的措施来解决。
以mos管的寄生电容为谐振电容的原理
以mos管的寄生电容为谐振电容的原理1.引言1.1 概述概述部分的内容:引言是一篇论文的开端,它用来向读者介绍文章的主题和背景。
在本文中,我们将讨论以MOS管的寄生电容为谐振电容的原理。
MOS管作为一种重要的电子器件,在现代电子技术中起着至关重要的作用。
通过充分了解和利用MOS管的寄生电容特性,我们可以实现更高效、更可靠的电路设计。
寄生电容是指在MOS管中不经意间产生的电容效应,它的大小取决于MOS管的结构和工作参数。
MOS管的寄生电容主要包括栅源寄生电容、栅漏寄生电容和漏源寄生电容。
这些寄生电容会对MOS管的工作性能产生一定的影响,因此在电路设计中必须予以考虑和优化。
而谐振电容是指在谐振电路中用于调节频率的电容器。
在许多应用场景中,如射频电路和滤波器设计中,谐振电路起着至关重要的作用。
通过将MOS管的寄生电容作为谐振电容,我们可以有效地结合MOS管本身的特性,实现更高效的谐振效果。
本文将重点研究MOS管的寄生电容作为谐振电容的原理。
我们将对寄生电容的概念和作用进行介绍,并详细探讨MOS管的寄生电容特性。
随后,我们将讨论如何利用寄生电容来实现谐振电路,并探讨其在电路设计中的应用前景和意义。
通过本文的阅读,读者将能够全面了解MOS管的寄生电容作为谐振电容的原理,并对其在电路设计中的应用有更深入的认识。
希望本文可以为相关领域的研究者和工程师提供一定的参考和启发。
1.2文章结构1.2 文章结构本篇文章将按照以下结构进行阐述:第一部分:引言1.1 概述:介绍MOS管寄生电容作为谐振电容的背景和相关重要性。
1.2 文章结构:简要描述本文的结构和各个部分的内容概要。
1.3 目的:说明本文的目标和意义。
第二部分:正文2.1 寄生电容的概念和作用:详细解释寄生电容的定义、特点和作用,为后续内容做铺垫。
2.2 MOS管的寄生电容特性:分析MOS管的结构、原理和特性,重点关注其中的寄生电容,包括其产生原因、大小和影响因素等方面。
功率MOSFET的寄生振荡和振铃
2.3. 用于开关应用的 MOSFET(MOSFET 独立运行)的寄生振荡................................................. 7 2.3.1. 寄生振荡电路(寄生振荡环路)...................................................................................... 8 2.3.2. 寄生振荡的条件 ............................................................................................................. 10
必须计算该电路的开环增益 GO,以验证其运行。为此,通常对反馈环路进行切割,如图 2.2 中所示。
Go 计算如下:
功率MOSFET分类及不同工艺优缺点应用场合
功率MOSFET分类及不同工艺优缺点应用场合一.功率MOSFET概述MOSFET原意是(Metal-Oxide-Semiconductor-Field-Effect-Transistor)金属氧化物半导体场效应晶体管,即以金属层(M)的栅极隔着氧化层(O)利用电场的效应来控制半导体(S)的场效应晶体管,但目前随着半导体技术的进步,现代MOSFET栅极早已用多晶硅栅取代金属栅。
功率MOSFET是70年代在经典MOSFET的基础上发展起来,主要作为功率电子开关使用。
与经典MOSFET不同,功率MOSFET着重发展和提高其功率特性,增大器件的工作电压和工作电流(功率MOSFET也称为电力MOSFET)。
功率MOSFET围绕如何解决耐压和功耗之间的矛盾产生了许多新工艺结构,由LD MOSFET结构起步经历了VV MOSFET、VU MOSFET、VD MOSFET、SJ MOSFET、Trench MOSFET、SGT MOSFET结构的演化。
功率MOSFET的特点是其用栅极电压控制漏极电流,输入阻抗高、驱动电路简单,驱动功率小,开关速度快、热稳定好等特性。
二.MOSFET分类、结构功率MOSFET按照导电类型、栅极驱动电压、元胞结构与工艺结构都有不同划分,具体分类如下:1.按导电类型分:(1)N沟道(2)P沟道2. 按栅极驱动电压分:(1)耗尽型(2)增强型耗尽型:当栅极电压为零时漏源极之间就已存在导电沟道。
增强型:对于N 沟道器件,栅极电压大于零时才存在导电沟道(小于零时才存在导电沟道为P型)。
以上四种类型MOSFET符号、输出特性和转移特性如图1所示;因功率MOSFET 主流是N沟道增强型,本文下面都是以N沟道增强型为例进行讨论。
图1-四种类型MOSFET 符号、输出特性和转移特性3. 按元胞结构分:(1)六边形(2)方形或矩形(3)条形目前如国际整流器公司IR的HEXFET采用了六边形元胞单元;西门子公司的SIP MOSFET采用了正方形元胞单元;摩托罗拉公司的T MOS采用了矩形元胞单元;仙童Fairchild公司采用了长方形元胞单元按条形排列。
新能源汽车整车控制器的MOSFET振铃抑制
852021年第2期 安全与电磁兼容引言汽车电子产品硬件开发过程中,电源系统的设计十分重要,其特性的好坏,不仅影响产品自身的电气特性,还会影响整车的性能指标。
随着汽车电子产品的小型化趋势,同时也为满足同一块PCB 板上不同电压平台的设计要求,各种基础电源集成芯片被广泛应用。
这种设计满足了产品小型化和多电压平台的要求,但也引入了各种各样的问题,尤为突出的是EMC 问题。
下面以整车控制器为例,分析此种设计带来的EMC 问题。
1 整车控制器整车控制器是新能源汽车的核心零部件之一,主要基于传统汽车的车身控制器和发动机控制器技术,同时增加了电动汽车的一些新功能需求。
整车控制器一方面要识别驾驶员的操作指令,控制各执行部件动作,转化为车辆运动;另一方面要对车辆的各个部件(电池管理系统-BMS、高压器件-DC/DC、电机控制器、空调 等)进行实时监控,根据整车运行状况作出警告或降功率保护处理[1-3]。
图1为整车控制器架构原理框图和外围信号说明。
整体可分为电源系统、主MCU、高边输入、低边输入、AD 信号采集、高边输出、低边输出、外部通信模块。
进行电源系统模块设计时,其外围MOSFET 产生了严重的振铃,降低了产品的EMC 性能。
这一问题也常出现在其它汽车电子产品中。
摘要汽车电子产品中电源电路的设计会直接影响整个产品功能的稳定性和EMC 性能。
新能源汽车整车控制器应用基础电源管理芯片FS8510设计电源模块电路时,其外围MOSFET 产生了严重的振铃现象。
为解决这一问题,提出更换外围MOSFET 及增加Snubber 缓冲网络两种改善措施,并给出了选择MOSFET 的影响参数和有效的Snubber 缓冲网络RC 配比算法。
整车控制器传导发射-电压法的测试结果表明:两种措施都可以有效抑制MOSFET 的振铃,提高产品的EMC 性能。
关键词整车控制器;FS8510基础电源管理芯片;MOSFET 振铃;Snubber 缓冲网络AbstractThe design of power supply circuit in automotive electronic products will directly affect the stability and EMC performance of the product. When the FS8510 is applied to design the power module circuit of the new energy vehicle control unit, the MOSFET has a serious ringing phenomenon. In order to solve this problem, two improvement measures are proposed, namely, replacing peripheral MOSFET and adding Snubber buffer network. The influence parameters of selecting MOSFET and the effective Snubber buffer network RC matching algorithm are given. The results of the vehicle control unit conducted emission voltage method show that both measures can effectively inhibit MOSFET ringing and improve the EMC performance of the product.Keywordsvehicle control unit; FS8510 basic power management chip; MOSFET ringing; Snubber buffer network新能源汽车整车控制器的MOSFET 振铃抑制The MOSFET Ringing Suppression of New Energy Vehicle Control Unit福田汽车股份有限公司 孟凡坤 熊建 应翔图1 整车控制器架构原理框图86SAFETY & EMC No.2 20212 电源系统模块电路电源系统模块为整车控制器核心部分,采用NXP 的基础电源管理系统芯片FS8510搭建,为整车控制器提供5 V、3.3 V 和1.3 V 电压平台。
功率mosfet原理
功率mosfet原理
功率MOSFET是一种特殊的场效应管,可用于控制和放大信号。
它采用金属-氧化物-半导体结构,具有高频特性、高输入阻抗、低输入电流以及低功耗等优点。
下面将介绍功率MOSFET的原理。
功率MOSFET由三个区域组成:栅极、源极和漏极。
栅极与源极之间通过电流来控制功率MOSFET的导通和关断。
当栅极电压为零时,功率MOSFET进入截止状态,不导通。
当栅极电压高于阈值电压时,形成正向电场,使得栅极和漏极之间存在导通电压,功率MOSFET导通。
当栅极电压降低到阈值电压以下时,功率MOSFET进入关断状态。
在导通状态下,源极和漏极之间的电压差称为漏极-源极电压(VDS),而通过源极和漏极的电流称为漏极电流(ID)。
根据欧姆定律,VDS与ID之间存在线性关系。
导通时的ID 与VDS关系可以通过栅极电压来调节,这使得功率MOSFET 可以用作电流控制器和电压放大器。
功率MOSFET的主要工作原理是栅极电压与漏极电流之间的非线性关系。
根据MOSFET的特性曲线可以看出,在一定的栅极电压下,漏极电流呈指数增长。
这是由于在MOSFET中存在栅极与漏极之间的载流子电导,电导的大小取决于栅极与漏极之间的电压差。
因此,通过调节栅极电压可以控制漏极电流的大小。
总之,功率MOSFET的原理是通过调节栅极与漏极之间的电
压来实现对漏极电流的控制,从而实现信号的放大和控制。
通过这种原理,功率MOSFET能够在各种功率电子设备中广泛应用。
MOSFET并联并联功率MOSFET之间的寄生振荡
3.3.1. 并联谐振电路 ................................................................................................................... 9 3.3.2. 振荡.................................................................................................................................. 9 3.3.3. MOSFET 振荡 ............................................................................................................... 11 3.4. 科尔皮兹振荡器 ....................................................................................................................... 12 4. 模拟和减少并联 MOSFET 的振荡 ...................................................................................................... 13 4.1. 并联 MOSFET 中的电流不平衡............................................................................................... 13 4.2. 并联 MOSFET 之间的寄生振荡............................................................................................... 15 4.2.1. 振荡现象 ........................................................................................................................ 15 4.2.2. 防止振荡 ........................................................................................................................ 18
MOSFET开关过程的研究及米勒平台振荡的抑制
MOSFET开关过程的研究及米勒平台振荡的抑制刘长柱,王林军(上海大学材料科学与工程学院,上海200444)摘要:设计功率MOSFET驱动电路时需重点考虑寄生参数对电路的影响。
米勒电容作为MOSFET器件的一项重要参数,在驱动电路的设计时需要重点关注。
重点观察了MOSFET的开通和关断过程中栅极电压、漏源极电压和漏源极电流的变化过程,并分析了米勒电容、寄生电感等寄生参数对漏源极电压和漏源极电流的影响。
分析了栅极电压在米勒平台附近产生振荡的原因,并提出了抑制措施,对功率MOSFET的驱动设计一定的&关键词:MOSFET驱动电路;米勒电容;米勒平台;振荡中图分类号:TN32文献标志码:A文章编号:1673-6540(2019)09-0069-06Analysis of MOSFET Switching Process and Suppression ofMiller Plateau OscillationLIU Changzhu,WANG Linjun(School of Materials Science and Engineering,Shanghai University,Shanghai200444,China)Abstraci:When designing the drive circuie of power MOSFET,the influence of parasitic parameters on the circuit should be concerned.At an important parametec of MOSFET device,Millec capacitance should be considered in the design of drive circuit.The variation of gate voUage,drain sourcc voUage and drain source current during the turn-on and turn-off of MOSFET werc observed.The influences of parasitic parameters such as Mi e r capacitancc and parasitic inductancc on drain source voltaae and drain source current were analyzed.The reasons of gate veltage oscillation nearby Miller plateau were analyee d,and the restraining mea s ures were put forward.Thir research was instructive for the drire design of power MOSFET.Key words:drivr circcit of MOSFET;Millrr capacitor;Millrr plateau;oscillation0引言功率MOSFET器件广泛应用于电机控制、开关电源等,功率等到上百千瓦。
理解功率mosfet 的寄生电容
理解功率mosfet 的寄生电容功率MOSFET是一种常用的功率开关器件,广泛应用于电力电子领域。
在了解功率MOSFET之前,我们需要先了解一下它的寄生电容。
寄生电容是指在器件内部或外部的结构和材料之间存在的电容。
在功率MOSFET中,主要存在三个寄生电容,分别是栅源电容(Cgs)、栅漏电容(Cgd)和漏源电容(Cds)。
我们来看一下栅源电容(Cgs)。
栅源电容是指在MOSFET的栅极和源极之间存在的电容。
当MOSFET处于导通状态时,栅源电容主要体现为输入电容,会影响MOSFET的输入特性。
而当MOSFET处于关断状态时,栅源电容主要体现为输出电容,会影响MOSFET的输出特性。
因此,栅源电容的存在会对功率MOSFET的开关速度和动态特性产生影响。
接下来,我们来看一下栅漏电容(Cgd)。
栅漏电容是指在MOSFET的栅极和漏极之间存在的电容。
栅漏电容主要体现为输入电容,会影响MOSFET的输入特性。
当MOSFET处于导通状态时,栅漏电容会导致电荷注入漏极,从而影响MOSFET的导通特性。
因此,栅漏电容的存在会对功率MOSFET的导通特性产生影响。
我们来看一下漏源电容(Cds)。
漏源电容是指在MOSFET的漏极和源极之间存在的电容。
漏源电容主要体现为输出电容,会影响MOSFET 的输出特性。
当MOSFET处于导通状态时,漏源电容会导致电荷注入源极,从而影响MOSFET的导通特性。
因此,漏源电容的存在会对功率MOSFET的导通特性产生影响。
寄生电容对功率MOSFET的影响主要体现在两个方面:开关速度和动态特性。
首先,寄生电容会导致MOSFET的开关速度变慢。
当MOSFET处于导通状态时,栅源电容和漏源电容会导致输入和输出电荷的积累和释放变慢,从而使得开关速度变慢。
其次,寄生电容会影响功率MOSFET的动态特性。
当MOSFET处于导通状态时,栅漏电容会导致电荷注入漏极,从而使得漏极电压上升变慢;而当MOSFET 处于关断状态时,栅源电容和漏源电容会导致电荷注入源极,从而使得源极电压下降变慢。
开关电源产生电磁干扰(EMI)的原因
功率开关器件的高额开关动作是导致开关电源产生电磁干扰(EMI)的主要原因。
开关频率的提高一方面减小了电源的体积和重量,另一方面也导致了更为严重的EMI问题。
开关电源工作时,其内部的电压和电流波形都是在非常短的时间内上升和下降的,因此,开关电源本身是一个噪声发生源。
开关电源产生的干扰,按噪声干扰源种类来分,可分为尖峰干扰和谐波干扰两种;若按耦合通路来分,可分为传导干扰和辐射干扰两种。
使电源产生的干扰不至于对电子系统和电网造成危害的根本办法是削弱噪声发生源,或者切断电源噪声和电子系统、电网之间的耦合途径。
现在按噪声干扰源来分别说明:1、二极管的反向恢复时间引起的干扰交流输入电压经功率二极管整流桥变为正弦脉动电压,经电容平滑后变为直流,但电容电流的波形不是正弦波而是脉冲波。
由电流波形可知,电流中含有高次谐波。
大量电流谐波分量流入电网,造成对电网的谐波污染。
另外,由于电流是脉冲波,使电源输入功率因数降低。
高频整流回路中的整流二极管正向导通时有较大的正向电流流过,在其受反偏电压而转向截止时,由于PN结中有较多的载流子积累,因而在载流子消失之前的一段时间里,电流会反向流动,致使载流子消失的反向恢复电流急剧减少而发生很大的电流变化(di/dt)。
2、开关管工作时产生的谐波干扰功率开关管在导通时流过较大的脉冲电流。
例如正激型、推挽型和桥式变换器的输入电流波形在阻性负载时近似为矩形波,其中含有丰富的高次谐波分量。
当采用零电流、零电压开关时,这种谐波干扰将会很小。
另外,功率开关管在截止期间,高频变压器绕组漏感引起的电流突变,也会产生尖峰干扰。
3、交流输入回路产生的干扰无工频变压器的开关电源输入端整流管在反向恢复期间会引起高频衰减振荡产生干扰。
开关电源产生的尖峰干扰和谐波干扰能量,通过开关电源的输入输出线传播出去而形成的干扰称之为传导干扰;而谐波和寄生振荡的能量,通过输入输出线传播时,都会在空间产生电场和磁场。
这种通过电磁辐射产生的干扰称为辐射干扰。
MOSFET结构及其工作原理详解
MOSFET结构及其工作原理详解1.概述MOSFET的原意是:MOS(Metal Oxide Semiconductor金属氧化物半导体),FET(Field Effect Transistor场效应晶体管),即以金属层(M)的栅极隔着氧化层(O)利用电场的效应来控制半导体(S)的场效应晶体管。
功率场效应晶体管也分为结型和绝缘栅型,但通常主要指绝缘栅型中的MOS型(Metal Oxide Semiconductor FET),简称功率MOSFET(Power MOSFET)。
结型功率场效应晶体管一般称作静电感应晶体管(Static Induction Transistor——SIT)。
其特点是用栅极电压来控制漏极电流,驱动电路简单,需要的驱动功率小,开关速度快,工作频率高,热稳定性优于GTR,但其电流容量小,耐压低,一般只适用于功率不超过10kW的电力电子装置。
2.功率MOSFET的结构和工作原理功率MOSFET的种类:按导电沟道可分为P沟道和N沟道。
按栅极电压幅值可分为;耗尽型;当栅极电压为零时漏源极之间就存在导电沟道,增强型;对于N(P)沟道器件,栅极电压大于(小于)零时才存在导电沟道,功率MOSFET主要是N沟道增强型。
2.1功率MOSFET的结构功率MOSFET的内部结构和电气符号如图1所示;其导通时只有一种极性的载流子(多子)参与导电,是单极型晶体管。
导电机理与小功率mos管相同,但结构上有较大区别,小功率MOS管是横向导电器件,功率MOSFET大都采用垂直导电结构,又称为VMOSFET (Vertical MOSFET),大大提高了MOSFET器件的耐压和耐电流能力。
按垂直导电结构的差异,又分为利用V型槽实现垂直导电的VVMOSFET和具有垂直导电双扩散MOS结构的VDMOSFET (Vertical Double-diffused MOSFET),本文主要以VDMOS器件为例进行讨论。
基于UCC27321高速MOSFET驱动芯片的功能与应用
1引言随着电力电子技术的发展,各种新型的驱动芯片层出不穷,为驱动电路的设计提供了更多的选择和设计思路,外围电路大大减少,使得MOSFET的驱动电路愈来愈简洁,.性能也获得到了很大地提高。
其中UCC27321就是一种外围电路简单,高效,快速的驱动芯片。
2UCC27321的功能和特点TI公司推出的新的MOSFET驱动芯片能输出9A的峰值电流,能够快速地驱动MOSFET 开关管,在10nF的负载下,其上升时间和下降时间的典型值仅为20ns。
工作电源为4—15V。
工作温度范围为-40℃—105℃。
图1给出了芯片的内部原理图,表1为输入、输出逻辑表。
表2为各个引脚的功能介绍。
UCC27321的ENBL是给设计者预留的引脚端,为高电平有效(见表1)。
在标准工业应用中,ENBL端经100K的上拉电阻接至高电平。
一般正常工作时可以悬空。
为求可靠,也可将其接至输入电源高电平,低电平时芯片不工作。
通过对ENBL的精心设置可以设计出可靠的保护电路。
UCC27321的输出端采用了独特的双极性晶体管图腾柱和双MOSFET图腾柱的并联结构,能在几百纳秒的时间内提供高达9A的峰值电流并使得有效电流源能在低电压下正常工作。
当输出电压小于双极性晶体管的饱和压降时,其输出阻抗为MOSFET的Ron。
当驱动电压过低或过冲时,输出级MOSFET的体二极管提供了一个小的阻抗。
这就使得在绝大多数情况下,无须在输出脚6、7与地之间额外地增加一个肖特基二极管。
UCC27321在MOSFET的弥勒高原效应转换期间能获得9A的峰值电流。
UCC27321内部独特的输出结构使得放电能力比充电能力要强的多。
充电时电流流经P沟道MOS,放电时电流流经N沟道MOS,这就使得这种芯片的驱动关断能力要比其导通能力强,对防止MOSFET的误导通是很有利的。
3功率MOSFET驱动电路的一般要求和最佳驱动特性:A、MOSFET管工作在高频时,必须注意以下两点[1]:①尽可能减少MOSFET各端点的连接线长度,特别是栅极引线。
mos管栅极振荡原因
mos管栅极振荡原因
MOS管的栅极振荡是由以下原因引起的:
1. 反馈回路:MOS管栅极振荡通常是通过将输出信号反馈到输入信号中来实现的。
这种反馈回路会导致信号在MOS管中来回振荡。
2. 正反馈:当MOS管的输出信号经过反馈后,会增强输入信号,从而产生更大的输出信号,形成正反馈。
正反馈会引起系统的自激振荡。
3. 锁相:当输入信号频率与MOS管本身的谐振频率一致时,输入信号和输出信号会发生相位同步,从而引起振荡。
4. 激励信号:当输入信号经过MOS管时,如果输入信号的幅度或频率超过了MOS管的承受范围,会引起振荡。
总结起来,MOS管的栅极振荡是由反馈回路、正反馈、锁相和激励信号等多种原因共同作用引起的。
常用功率器件MOSFET的基础知识介绍
常用功率器件MOSFET的基础知识介绍我们都懂得如何利用来实现开关,但是,我们只能对其举行开关操作,而不能逐渐控制信号流。
此外,二极管作为开关取决于信号流的方向;我们不能对其编程以通过或屏蔽一个信号。
对于诸如“流控制”或可编程开关之类的应用,我们需要一种三端器件和双极型。
我们都听说过Bardeen & Brattain,是他们偶然之间发明白三极管,就像许多其它宏大的发觉一样。
结构上,它由两个背靠背的坚固现(这不是一笔大交易,早在Bardeen 之前,我们可能就是采纳相同的结构实现了共阴极),但是,在功能上它是彻低不同的器件,就像一个控制放射极流淌的“龙头”-操作龙头的“手”就是基极电流。
双极型三极管因此就是电流受控的器件。
场效应三极管(FET)尽管结构上不同,但是,提供相同的“龙头”功能。
差异在于:FET是受控器件;你不需要基极电流,而是要用电压实施电流控制。
双极型三极管出生于1947年,不久之后一对杰出的父子Shockley和Pearson就发明白(起码是概念)FET.为了与较早浮现的双极型“孪生兄弟”相区分,FET的三个电极分离被称为漏极、栅极和源极,对应的三极管的三个电极分离是集电极、基极和放射极。
FET 有两个主要变种,它们针对不同类型的应用做了最优化。
JFET(结型FET)被用于小信号处理,而(金属氧化物FET)主要被用于线性或应用。
他们为什么要发明功率MOSFET?当把双极型三极管根据比例提高到功率应用的时候,它显露出一些恼人的局限性。
的确,你仍然可以在洗衣机、空调机和电冰箱中找到它们的踪影,但是,对我们这些能够忍受一定程度的家用电器低效能的普通消费者来说,这些应用都是低功率应用。
在一些UPS、电机控制或焊接中仍然采纳双极型三极管,但是,它们的用途事实上被限制到小于10KHz的应用,并且在整体效率成为关键参数的技术前沿应用中,它们正加速退出。
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2.1. 振荡现象 .................................................................................................................................... 3 2.1.1. 反馈电路(正反馈和负反馈) ......................................................................................... 4 2.1.2. 振荡条件 .......................................................................................................................... 4
2.3. 用于开关应用的 MOSFET(MOSFET 独立运行)的寄生振荡................................................. 7 2.3.1. 寄生振荡电路(寄生振荡环路)...................................................................................... 8 2.3.2. 寄生振荡的条件 ............................................................................................................. 10
3.1. 机理 ......................................................................................................................................... 11 3.2. 缓解振铃 .................................................................................................................................. 12 4. 源极引线和线路杂散电感引起的电压 ................................................................................................. 12 4.1. 缓解振铃 .................................................................................................................................. 13 5. 模拟和减少 MOSFET 的振荡和振铃 .................................................................................................. 14 5.1. 振荡器...................................................................................................................................... 14
2.2. MOSFET 振荡 ........................................................................................................................... 5 2.2.1. MOSFET 反馈环路 .......................................................................................................... 5 2.2.2. 科尔皮兹振荡器 ............................................................................................................... 6 2.2.3. 哈特利振荡器 ................................................................................................................... 7
功率 MOSFET 的寄生振荡和振铃
概述:
本文档说明了功率 MOSFET 发生寄生振荡和振铃的原因及解决方案。
Hale Waihona Puke 功率 MOSFET 的寄生振荡和振铃 应用说明
目录
概述: ......................................................................................................................................................... 1 目录 ............................................................................................................................................................ 2 1. 单管 MOSFET 的寄生振荡和振铃 ........................................................................................................ 3 2. 形成振荡网络........................................................................................................................................ 3