MOSFET 應(yīng)用解析：柵極驅(qū)動(dòng)振蕩，如何解決？

以往我們在談及MOSFET的工作原理，比如其開關(guān)過程，甚至在好幾次談及IGBT也經(jīng)常提到一個(gè)詞：驅(qū)動(dòng)振蕩。

今天我們主要來講的是MOSFET的柵源振蕩，是不是有些熟悉？沒錯(cuò)，前天發(fā)表的MOSFET柵極前加一個(gè)電阻，就與它相關(guān)。

在MOSFET實(shí)際應(yīng)用中，柵極振蕩會引起器件的故障和電路異常失效。嚴(yán)重時(shí)會呈現(xiàn)三種狀態(tài)，可能是徹底導(dǎo)通或者徹底關(guān)斷，也可能是進(jìn)入高阻導(dǎo)通，進(jìn)而發(fā)熱嚴(yán)重然后燒毀。

那MOSFET的柵源振蕩究竟是怎么來的呢？

先簡單拿上次講的“串聯(lián)電阻”來說明：

在驅(qū)動(dòng)電路中增加一個(gè)串聯(lián)電阻，當(dāng)R<√(L/C)時(shí)，為欠阻尼狀態(tài)時(shí)，振蕩就一定會發(fā)生。

如下圖

關(guān)于阻尼比，下面會詳細(xì)提到。

然而，振蕩電路產(chǎn)生的條件還有幾種，詳細(xì)如下：

1. 反饋電路

a.相位條件

從輸出到輸入的反饋信號與輸入信號在振蕩頻率上同相（正反饋）。

b.振幅條件

當(dāng)電路具有正反饋并提供補(bǔ)償損耗的增益時(shí)，就會發(fā)生振蕩。

1.漏源極之間的浪涌電壓

2.MOSFET關(guān)斷期間，漏極和源極之間的振鈴電壓，有返回到柵極的可能性。通過柵漏極電容Cgd的正反饋環(huán)路連接到柵極端，導(dǎo)致了柵極電壓振蕩。

3 源電感

功率MOSFET具有較大的跨導(dǎo)gm和寄生電容。因此，導(dǎo)線和其他雜散電感（柵極，源極和漏極電路之間以及相關(guān)互連中的電感）可能會形成正反饋電路，從而導(dǎo)致寄生振蕩。

那么，柵源振蕩的危害什么？大概有以下幾個(gè)方面：

1. 導(dǎo)致EMI裕量不足

2. 動(dòng)態(tài)負(fù)載切換振蕩嚴(yán)重導(dǎo)致器件失效

如何抑制或緩解柵源振蕩的現(xiàn)象呢？

1. 調(diào)整驅(qū)動(dòng)電路阻尼比，公式如下：

阻尼比的情況一般有四種：

驅(qū)動(dòng)電路的阻尼比ζ=0,稱無阻尼，系統(tǒng)無窮震蕩，且不收斂；

ζ＜1 稱為欠阻尼：ζ由0約接近1，收斂越快。意味著系統(tǒng)存在超調(diào)且有震蕩，

ζ＞1稱為過阻尼，意味著系統(tǒng)不超調(diào)；

ζ=1稱為臨界阻尼，意味著系統(tǒng)不超調(diào)，且以最短時(shí)間恢復(fù)平衡狀態(tài)或者穩(wěn)定狀態(tài)。

注意：臨界電阻值是10Ω. L寄生電感越大，臨界電阻值越大

2. 適當(dāng)提高MOSFET內(nèi)部寄生電阻，降低器件最高開關(guān)速度，并改善抑制柵極振蕩。

3. 適當(dāng)提高器件閾值電壓，可以緩解半橋或者全橋拓?fù)渲猩舷聵虮壑蓖ǜ怕省?/span>

4. 考慮減小pcb引線電感，即增加走線寬度或減小走線長度。

注意：在電感無法減小的時(shí)候，可以采用增加一顆外部小電阻，這是增加電阻有削弱驅(qū)動(dòng)電流的作用（上期文章有提及，需要詳細(xì)了解可以去參考）。

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