MOSFET栅极驱动电路设计注意事项.docx

在MOSFET的栅极和源极之间添加一个外部齐纳二极管,可以有效防止发生静电放电和栅极尖峰电压。但要注意，齐纳二极管的电容可能有轻微的不良影响。2、最佳的栅极电阻器开关速度根据栅极电阻器值而有所不同。增大栅极电阻器值会降低MOSFET的开关速度，并增大其开关损耗。减小栅极电阻器值会增大MOSFET的开关速度，但由于线路杂散电感和其它因素的影响，可能在其漏极端子和源极端子之间产生了尖峰电压。因此，必须选择最佳的栅极电阻器。有时会使用不同的栅极电阻器来开通和关断MOSFETo图2显示了使用不同的栅极电阻器进行开通和关断的示例。川开通的强电用Sh Ri川F大脸的极电阳厚：Fb图2栅极电阻器3、栅极故障预防MOSFET的一大问题在于其漏栅电容会导致出现寄生开通（自开通）现象。关断后，MOSFET的源极和漏极之间形成陡峭的dv/dto产生的电流经由漏栅电容流到栅极。导致栅极电阻器中发生的电压降提高栅极电压。该电流计算如下：iDG=CgddVDSdt图3显示了电流通路。如果dv/dt的斜率极为陡峭，则根据栅源电容与栅漏电容的比率为MOSFET的栅极施加电压。如果出现这种情况，可能会发生自开通。如果在二极管反向恢复期间对处于关断状态的MOSFET施加快速变化的电压，也可能发生自开通。有三种方法可以防止出现自开通现象：在栅极和源极之间添加一个电容器在栅极和源极之间插入的电容器会吸收因dv/dt产生的漏栅电流。该电路如图4中所示。由于栅源电容器与Cgs在MOSFET内部并联连接，因此栅极电荷会增加。如果栅极电压固定，您可以通过改变栅极电阻器值来保持MOSFET的开关速度不变，但这样会增大消耗的驱动功率。米勒箝位电路米勒箝位电路利用开关器件使MOSFET的栅极与源极之间的通路发生短路。通过在相关MOSFET的栅极和源极之间添加另一个MOSFET来实现短路。在图5中，如果电压降至预定义电压以下，低于米勒电压，则通过比较器提供逻辑高，开通栅极和源极之间的MOSFETo而这样又会使输出MOSFET的栅源通路发生短路，并抑制通过反馈电容器Crss和栅极电阻器的电流导致的栅极电压升高。可将关断栅极电压驱动到负值，避免其超过Vtk但这种方法需要负电源1DG =C图3栅极故障的机理图4在栅极和源极之间添加电容器我们使用图6中所示的电路模拟自开通现象。自开通由iDG（dvdt电流）和栅极电阻造成，会导致发生误开通。在反向恢复模式中，如果Q2在电感负载电流通过Ql的二极管回流时开通，电感电流会流过Q2,导致相关的二极管关断。我们研窕了对关断状态的MOSFET施加高dv/dt电压时会发生的情况。为促使发生自开通现象，图6中只改变了与Q1相关的栅极电阻器R4。图6自开通波形的测试电路图7无自开通的波形（左图）和自开通波形（右图）接下来，如图8中所示，我们为图6中所示电路在MOSFETQ1的栅极端子和源极端子之间添加了一个电容器。该电容器的用途是吸收栅电流（Cgd-dVDS/dt）,以便降低栅极电阻器产生的栅极电压，从而降低自开通电压。图9显示了改进后的波形。由于栅源电容器的添加改变了MOSFET开关时间，应一并调整其电容和栅极电阻。iDG图8在栅极和源极之间添加电容器图9改进后的自开通波形