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防止MOS管烧毁

发布时间:2020-07-06来源: 联冀电子阅读:177

MOS在控制器电路中的工作状态:开通过程(由截止到导通的过渡过程)、导通状态、关断过程(由导通到截止的过渡过程)、截止状态。

MOS主要损耗也对应这几个状态:开关损耗(开通过程和关断过程),导通损耗,截止损耗(漏电流引起的,这个忽略不计),还有雪崩能量损耗。

只要把这些损耗控制在MOS承受规格之内,MOS即会正常工作,超出承受范围,即发生损坏。而开关损耗往往大于导通状态损耗,不同MOS这个差距可能很大。

MOS损坏主要原因:


过流——持续大电流或瞬间超大电流引起的结温过高而烧毁。


过压——源漏过压击穿、源栅极过压击穿。


静电——静电击穿,CMOS电路都怕静电。

MOS问题远没这么简单,麻烦在它的栅极和源级间,源级和漏级间,栅极和漏级间内部都有等效电容。所以给栅极电压的过程就是给电容充电的过程(电容电压不能突变),而MOS源级和漏级间由截止到导通的开通过程受栅极电容的充电过程制约。


然而,这三个等效电容是构成串并联组合关系,它们相互影响,并不是独立的,如果独立的就很简单了。


其中一个关键电容就是栅极和漏级间的电容Cgd,这个电容业界称为米勒电容。这个电容不是恒定的,随栅极和漏级间电压变化而迅速变化。这个米勒电容是栅极和源级电容充电的绊脚石,因为栅极给栅-源电容Cgs充电达到一个平台后,栅极的充电电流必须给米勒电容Cgd充电。这时栅极和源级间电压不再升高,达到一个平台,这个是米勒平台(米勒平台就是给Cgd充电的过程),米勒平台大家首先想到的麻烦就是米勒振荡。(即,栅极先给Cgs充电,到达一定平台后再给Cgd充电)。


因为这个时候源级和漏级间电压迅速变化,内部电容相应迅速充放电,这些电流脉冲会导致MOS寄生电感产生很大感抗。这里面就有电容、电感、电阻组成震荡电路(能形成2个回路),并且电流脉冲越强频率越高振荡幅度越大,所以zui关键的问题就是这个米勒平台如何过渡。


Gs极加电容,减慢mos管导通时间,有助于减小米勒振荡。防止MOS管烧毁。


过快的充电会导致激烈的米勒振荡,但过慢的充电虽减小了振荡,但会延长开关从而增加开关损耗。MOS开通过程源级和漏级间等效电阻相当于从无穷大电阻到阻值很小的导通内阻(导通内阻一般低压MOS只有几毫欧姆)的一个转变过程。