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如何防止MOS管燒毀

發(fā)布時(shí)間:2024-05-09來(lái)源: 聯(lián)冀電子閱讀:155

MOS在控制器電路中的工作狀態(tài):開(kāi)通過(guò)程(由截止到導(dǎo)通的過(guò)渡過(guò)程)、導(dǎo)通狀態(tài)、關(guān)斷過(guò)程(由導(dǎo)通到截止的過(guò)渡過(guò)程)、截止?fàn)顟B(tài)。

MOS主要損耗也對(duì)應(yīng)這幾個(gè)狀態(tài):開(kāi)關(guān)損耗(開(kāi)通過(guò)程和關(guān)斷過(guò)程),導(dǎo)通損耗,截止損耗(漏電流引起的,這個(gè)忽略不計(jì)),還有雪崩能量損耗。

只要把這些損耗控制在MOS承受規(guī)格之內(nèi),MOS即會(huì)正常工作,超出承受范圍,即發(fā)生損壞。而開(kāi)關(guān)損耗往往大于導(dǎo)通狀態(tài)損耗,不同MOS這個(gè)差距可能很大。


MOS損壞主要原因:

過(guò)流——持續(xù)大電流或瞬間超大電流引起的結(jié)溫過(guò)高而燒毀。

過(guò)壓——源漏過(guò)壓擊穿、源柵極過(guò)壓擊穿。

靜電——靜電擊穿,CMOS電路都怕靜電。


MOS問(wèn)題遠(yuǎn)沒(méi)這么簡(jiǎn)單,麻煩在它的柵極和源級(jí)間,源級(jí)和漏級(jí)間,柵極和漏級(jí)間內(nèi)部都有等效電容。所以給柵極電壓的過(guò)程就是給電容充電的過(guò)程(電容電壓不能突變),而MOS源級(jí)和漏級(jí)間由截止到導(dǎo)通的開(kāi)通過(guò)程受柵極電容的充電過(guò)程制約。


然而,這三個(gè)等效電容是構(gòu)成串并聯(lián)組合關(guān)系,它們相互影響,并不是獨(dú)立的,如果獨(dú)立的就很簡(jiǎn)單了。


其中一個(gè)關(guān)鍵電容就是柵極和漏級(jí)間的電容Cgd,這個(gè)電容業(yè)界稱(chēng)為米勒電容。這個(gè)電容不是恒定的,隨柵極和漏級(jí)間電壓變化而迅速變化。這個(gè)米勒電容是柵極和源級(jí)電容充電的絆腳石,因?yàn)闁艠O給柵-源電容Cgs充電達(dá)到一個(gè)平臺(tái)后,柵極的充電電流必須給米勒電容Cgd充電。這時(shí)柵極和源級(jí)間電壓不再升高,達(dá)到一個(gè)平臺(tái),這個(gè)是米勒平臺(tái)(米勒平臺(tái)就是給Cgd充電的過(guò)程),米勒平臺(tái)大家首先想到的麻煩就是米勒振蕩。(即,柵極先給Cgs充電,到達(dá)一定平臺(tái)后再給Cgd充電)。


因?yàn)檫@個(gè)時(shí)候源級(jí)和漏級(jí)間電壓迅速變化,內(nèi)部電容相應(yīng)迅速充放電,這些電流脈沖會(huì)導(dǎo)致MOS寄生電感產(chǎn)生很大感抗。這里面就有電容、電感、電阻組成震蕩電路(能形成2個(gè)回路),并且電流脈沖越強(qiáng)頻率越高振蕩幅度越大,所以zui關(guān)鍵的問(wèn)題就是這個(gè)米勒平臺(tái)如何過(guò)渡。


Gs極加電容,減慢mos管導(dǎo)通時(shí)間,有助于減小米勒振蕩。防止MOS管燒毀。


過(guò)快的充電會(huì)導(dǎo)致激烈的米勒振蕩,但過(guò)慢的充電雖減小了振蕩,但會(huì)延長(zhǎng)開(kāi)關(guān)從而增加開(kāi)關(guān)損耗。MOS開(kāi)通過(guò)程源級(jí)和漏級(jí)間等效電阻相當(dāng)于從無(wú)窮大電阻到阻值很小的導(dǎo)通內(nèi)阻(導(dǎo)通內(nèi)阻一般低壓MOS只有幾毫歐姆)的一個(gè)轉(zhuǎn)變過(guò)程。