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如何防止MOS管燒毀

發(fā)布時間:2024-12-27來源: 聯(lián)冀電子閱讀:329

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

MOS主要損耗也對應(yīng)這幾個狀態(tài):開關(guān)損耗(開通過程和關(guān)斷過程),導(dǎo)通損耗,截止損耗(漏電流引起的,這個忽略不計),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即會正常工作,超出承受范圍,即發(fā)生損壞。而開關(guān)損耗往往大于導(dǎo)通狀態(tài)損耗,不同MOS這個差距可能很大。


MOS損壞主要原因:

過流——持續(xù)大電流或瞬間超大電流引起的結(jié)溫過高而燒毀。

過壓——源漏過壓擊穿、源柵極過壓擊穿。

靜電——靜電擊穿,CMOS電路都怕靜電。


MOS問題遠(yuǎn)沒這么簡單,麻煩在它的柵極和源級間,源級和漏級間,柵極和漏級間內(nèi)部都有等效電容。所以給柵極電壓的過程就是給電容充電的過程(電容電壓不能突變),而MOS源級和漏級間由截止到導(dǎo)通的開通過程受柵極電容的充電過程制約。


然而,這三個等效電容是構(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)立的就很簡單了。


其中一個關(guān)鍵電容就是柵極和漏級間的電容Cgd,這個電容業(yè)界稱為米勒電容。這個電容不是恒定的,隨柵極和漏級間電壓變化而迅速變化。這個米勒電容是柵極和源級電容充電的絆腳石,因為柵極給柵-源電容Cgs充電達(dá)到一個平臺后,柵極的充電電流必須給米勒電容Cgd充電。這時柵極和源級間電壓不再升高,達(dá)到一個平臺,這個是米勒平臺(米勒平臺就是給Cgd充電的過程),米勒平臺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)一定平臺后再給Cgd充電)。


因為這個時候源級和漏級間電壓迅速變化,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)鍵的問題就是這個米勒平臺如何過渡。


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


過快的充電會導(dǎo)致激烈的米勒振蕩,但過慢的充電雖減小了振蕩,但會延長開關(guān)從而增加開關(guān)損耗。MOS開通過程源級和漏級間等效電阻相當(dāng)于從無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)的一個轉(zhuǎn)變過程。


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