MOSFET 턴 오프 지연을 줄이는 방법

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제목은 신호 스위칭 응용 분야에서 모두 다른 장치를 선택하는 것 외에 (N 채널) MOSFET의 턴 오프 지연을 어떻게 줄일 수 있습니까? BJT에 사용되는 베이커 클램프와 비슷한 것이 있습니까?

mosfet

— 아르네
소스

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어떤 FET, 현재 FET를 어떻게 구동하고 있는지 설명하면 도움이 될 수 있습니다.

— Wouter van Ooijen 2016 년

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MOSFET 게이트 및 드라이버는 다음과 같습니다.

개략도

^{이 회로 시뮬레이션 – CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도}

주로 그 자체의 MOSFET 게이트 커패시턴스이다. 드라이버는 자체 커패시턴스를 추가 할 수 있지만 일반적으로 무시할 수 있습니다. $C_G$

와 주로 게이트 드라이버 회로에서 온다. MOSFET의 리드도 기여하지만 그 정도는 적습니다. $L_G$ $R_G$

또한 명시의 공진 저해 일부 구동회 첨가 와 . 이 감쇠가 없으면 링잉은 M1의 게이트 전압이 의해 제공된 전압을 넘어 일시적인 소풍을 취하게하며 때로는 MOSFET에 의해 지정된 최대 값을 초과하여 게이트를 손상시킬 수 있습니다. $R_G$ $L_G$ $C_G$ $V_{GS}$

가장 빠른 전환 시간을 위해 모든 시간을 최대한 줄이려고합니다.

최소화 매우 간단합니다. 필요한 것보다 더 많은 저항을 추가하지 말고 PCB 트레이스를 지나치게 얇게 만들지 마십시오. 또한 드라이버를 가능한 한 MOSFET에 가깝게 만들고 싶을 때 높은 전류를 싱킹 및 소싱 할 수있는 무언가를 원합니다. 가장 간단한 방법은 BJT 푸시 풀 이미 터 팔로워 쌍을 추가하는 것입니다. $R_G$

개략도

^{이 회로를 시뮬레이션}

보다 복잡한 예 는 3.3V로 MOSFET 브리지의 로우 사이드 구동을 참조하십시오 . 물론 통합 솔루션도 있습니다.

빠른 턴온 (H- 브리지 애플리케이션에서 일반적)보다 빠른 턴 오프가 더 중요한 경우, D1을 추가하여 턴 오프 중 우회하고 대부분 의 댐핑 기능을 그대로 유지할 수 있습니다. $R_G$

$L_G$ $R_G$

$C_G$ $R_{DS(on)}$

$L_G$ $R_G$ $\frac{di}{dt}$ $\frac{di}{dt}$

또한 매우 빠른 턴 오프를 달성하면 MOSFET의 부딪 칠 수 있습니다. $\frac{dv}{dt}$

MOSFET 기생 용량의 회로도

에서 전력 MOSFET 기본 사항 - 국제 정류기

$R_G$

$R_{DS}$ $V_{GS}$ $V_{GS}$

온 저항 vs 게이트 전압

2N7000의 예

$R_{DS}$ $R_{DS(on)}$ $V_{th}$

게이트 전하 특성

$V_{th}$

$V_{th}$ $R_{DS}$

— 필 프로스트
소스

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Phil의 답변과 경쟁하지 마십시오. 정말 좋기 때문입니다. 그러나 몇 가지 고려해야 할 사항이 있습니다.

어떤 종류의 부품을 사용하고 있는지 언급하지 않지만 실제로 턴 오프 지연을 줄여야하는 경우 표면 장착 부품을 사용해야합니다. 예를 들어 TO-220의 일부 부품은 7nH의 인덕턴스 패키지와 10 옴의 게이트 저항을 내장하고있어 아무 것도 할 수 없습니다. 표면 실장 부품은 3nH 인덕턴스 및 3 옴 게이트 저항과 비슷하지만 훨씬 빠르게 전환 될 수 있습니다.

게이트에서 전하를 더 빨리 끌어내는 한, FET의 게이트에 pnp 풀다운 트랜지스터를 추가하는 것을 고려할 수 있습니다. 이 같은:

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

$\beta$

사용해야하는 최소 게이트 저항을 찾기위한 양적 지침을 원한다면 이 게시물을 살펴보십시오 .

— gsills
소스

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MOSFET의 턴 오프 속도를 높이기 위해 할 수있는 일이 많이 있습니다.

1) 게이트 커패시턴스를 더 빨리 방전시킬 수있는 낮은 임피던스 게이트 드라이버를 사용하십시오.

2) 게이트 드라이버에서 게이트까지 저항이 직렬 인 경우이 저항 값을 약간 낮추십시오.

3) 드라이버의 게이트와 직렬로 저항이있는 경우이 직렬 저항에 커패시터를 놓으십시오. 이렇게하면 드라이버의 임피던스가 낮고 저항 / 커패시터 쌍의 R / C 시간 상수로 인해 온 / 오프 전환 전에 커패시터가 방전 될 수 있으므로 FET 턴 오프 속도를 높일 수 있습니다.

4) 게이트가 오프 트랜지션되는 동안과 그 이후에 게이트가 소스 전압보다 약간 흔들 리도록 FET 용 게이트 드라이버를 바이어스하십시오. 소스가 GND 인 경우 게이트를 GND 아래로 수백 밀리 볼트 아래로 가져 오십시오.

— 마이클 카라스
소스

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Michael Karas가 말한 것 외에도 필요한 것보다 더 많은 게이트 전압을 적용 할 필요는 없습니다. 이것은 로터리 방식으로 베이커 클램프가 BJT에하는 것입니다.

따라서, FET를 적절히 켜려면 5V가 필요하지만 FET가 턴 오프 단계를 시작하기 전에 10V-5V를 적용해야합니다.

BJT를 사용하면 다이오드로이를 자동화하는 것이 "쉬운"것이지만 게이트 전압을 얼마만큼 적용해야하는지 (회로 보드에 따라 다름) 온도 및 기타 사항 (볼트 또는 2 개 이상이 필요할 수 있음)을 고려해야합니다. ), 몇 나노초를 절약 할 수 있습니다.

— 앤디 일명
소스