您好,欢迎来到深圳市立深鑫电子有限公司
联系热线:0755-23108363
新闻资讯 Product list
服务热线 0755-23108363 联系我们
电子知识

场效应晶体管驱动设计,工程师必须掌握

作者:立深鑫电子        发布时间:06-05        点击:
摘要 : 场效应晶体管是电路保护中不可或缺的重要器件,常见的各类电子产品中都会用到,因此场效应晶体管被誉为电子产品的保护神,电子元器件行业的瑰宝,可是一直有一个问题困扰着电子行业的工程师,那就是关于场效应晶体管驱动电路设计的问题,一般认为场效应晶体管是电压驱动的,不需要驱动电流。
场效应晶体管是电路保护中不可或缺的重要器件,常见的各类电子产品中都会用到,因此场效应晶体管被誉为电子产品的保护神,电子元器件行业的瑰宝,可是一直有一个问题困扰着电子行业的工程师,那就是关于场效应晶体管驱动电路设计的问题,一般认为场效应晶体管是电压驱动的,不需要驱动电流。

场效应晶体管驱动设计

然而,在场效应晶体管的G S两级之间有结电容存在,这个电容会让驱动场效应晶体管变的神秘了许多。

一、场效应晶体管电压驱动电路:

如果不考虑纹波和EMI等要求的话,场效应晶体管开关速度越快越好,因为开关时间越短,开关损耗越小,而在开关电源中开关损耗占总损耗的很大一部分,因此场效应晶体管驱动电路的好坏直接决定了电源的效率。

对于一个场效应晶体管,如果把GS之间的电压从0拉到管子的开启电压所用的时间越短,那么场效应晶体管开启的速度就会越快。与此类似,如果把场效应晶体管的GS电压从开启电压降到0V的时间越短,那么场效应晶体管关断的速度也就越快。

由此我们可以知道,如果想在更短的时间内把GS电压拉高或者拉低,就要给场效应晶体管栅极更大的瞬间驱动电流。


场效应晶体管驱动设计

大家常用的PWM芯片输出直接驱动场效应晶体管或者用三极管放大后再驱动场效应晶体管的方法,其实在瞬间驱动电流这块是有很大缺陷的。

比较好的方法是使用专用的场效应晶体管驱动芯片如TC4420来驱动MOS管,这类的芯片一般有很大的瞬间输出电流,而且还兼容TTL电平输入,场效应晶体管驱动芯片的内部结构。

二、场效应晶体管驱动电路设计注意事项:

因为驱动线路走线会有寄生电感,而寄生电感和场效应晶体管的结电容会组成一个LC振荡电路,如果直接把驱动芯片的输出端接到场效应晶体管栅极的话,在PWM波的上升下降沿会产生很大的震荡,导致场效应晶体管急剧发热甚至爆炸,一般的解决方法是在栅极串联10欧左右的电阻,降低LC振荡电路的Q值,使震荡迅速衰减掉。

因为场效应晶体管栅极高输入阻抗的特性,一点点静电或者干扰都可能导致场效应晶体管误导通,所以建议在场效应晶体管G S之间并联一个10K的电阻以降低输入阻抗。


场效应晶体管驱动设计

如果担心附近功率线路上的干扰耦合过来产生瞬间高压击穿场效应晶体管的话,可以在GS之间再并联一个18V左右的TVS二极管,TVS二极管可以认为是一个反应速度很快的稳压管,其瞬间可以承受的功率高达几百至上千瓦,可以用来吸收瞬间的干扰脉冲。

三、场效应晶体管驱动电路的布线设计:

场效应晶体管驱动线路的环路面积要尽可能小,否则可能会引入外来的电磁干扰


场效应晶体管驱动设计

驱动芯片的旁路电容要尽量靠近驱动芯片的VCC和GND引脚,否则走线的电感会很大程度上影响芯片的瞬间输出电流。