從無到有,徹底搞懂MOSFET講解(六 )
接下來我們討論一下Igs電流。
由于下拉電阻R2比柵極驅(qū)動電阻R3大很多,所以,接下來分析時(shí)忽略掉下拉電阻,這個(gè)時(shí)候就要看電容了。剛開始充電的是時(shí)候,電容的電壓為0。所以,最開始的充電電流就是12V/100R=120mA,這就是Igs最開始的充電電流。
那么,如果GS電容的電充滿了,對于R2下拉電阻這條電路而言的電流就是12V/18K=0.67mA,是一個(gè)特別小的電流。通過分析,我們知道,Igs電流是和Vgs電壓是反過來的。
上面這張圖包含了MOSFET相關(guān)的一些波形關(guān)系,當(dāng)然也是理想的波形圖。另外,還有朋友在實(shí)測時(shí),發(fā)現(xiàn)Vds電壓波形與Id的電流波形是不同相位的,電流滯后于電壓,這是由于電流探頭精度不高引起的。電流探頭上有一個(gè)頻率,如果是Hz級別的,肯定是不行的,測不準(zhǔn)的。電流能響應(yīng)的開關(guān)頻率要高才行,這樣的探頭要1萬元左右,而且是有源電流探頭,而價(jià)格低的電流探頭延時(shí)性就很大。
雖然當(dāng)米勒平臺區(qū)過了之后,Vgs的電壓會繼續(xù)升高,但是隨著Vgs的不斷升高,Rdson還是會有變化,只有達(dá)到一定的電壓了,Rdson才會達(dá)到數(shù)據(jù)手冊上所宣稱的阻值。實(shí)際上,根據(jù)大量的經(jīng)驗(yàn),一般我們認(rèn)為當(dāng)Vgs兩端的電壓達(dá)到10V以上時(shí),Rdson才會達(dá)到最小值,如果再給一個(gè)余量的話,建議Vgs驅(qū)動電壓差不多12V或15V,這也是因?yàn)檫@兩個(gè)電壓經(jīng)常在電路中用到。
我們通過分析知道,MOSFET的米勒平臺區(qū)域是最危險(xiǎn)的區(qū)域。那么在整個(gè)MOSFET一個(gè)周期內(nèi),它的損耗有哪些呢?
t0-t1時(shí)刻,無損耗;
t1-t2時(shí)刻,有損耗,用平均電流Id/2*Vds;
t2-t3時(shí)刻,有損耗,用平均電壓*Id;
t3-飽和導(dǎo)通時(shí)刻,有損耗;
飽和導(dǎo)通之后,導(dǎo)通損耗,Rdson*Id^2。
那么關(guān)斷波形和開通是接近的,這里就不作分析了。
由于MOSFET在開通期間,既有電壓又有電流,則存在開通損耗;那么在關(guān)斷期間,也會有損耗,叫做關(guān)斷損耗。
總結(jié)一下,MOSFET的四大損耗:開通損耗、關(guān)斷損耗、導(dǎo)通損耗、續(xù)流損耗
由于Vbus電壓和負(fù)載電流不能改變,所以開關(guān)損耗由米勒平臺的時(shí)間決定的。要想降低開關(guān)損耗,就要縮短米勒平臺的時(shí)間,減小柵極電阻的阻值,增大柵極驅(qū)動電流;提高柵極驅(qū)動電壓;還有就是選擇米勒電容的大小,也就是快管或慢管。