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功率电感:封装寄生电感是否会影响MOSFET性能

2015/1/4

  II.分析升压转换器中采用传统的TO247封装的MOSFET

  A.开关瞬态下的MOSFET操作时序

  要分析快速开关MOSFET中的封装寄生电感产生的影响,必须十分理解MOSFET工作处理。硬开关关断通常出现在硬开关拓扑和零电压开关拓扑中。本小节将逐步分析MOSFET关断瞬态操作。

  当驱动器发出关断信号后,即开始阶段1 [t=t1]操作,栅极与源极之间的MOSFET电容器Cgs将开始放电。此时,MOSFET阻断特性保持不变。这个t1阶段被称为延时,它表征着MOSFET的响应时间。当MOSFET栅源电压Vgs达到栅极平台电压Vgs(Miller)时,这个阶段便告结束。

  当Vgs与Vgs(Miller) 相等之后,将进入阶段2 [t=t2],在此期间,其电压水平将保持不变。负载电流将对漏极与源极之间的MOSFET电容器Cds进行充电,以重建空间电荷区。这个阶段将一直持续至MOSFET漏源电压Vds达到电路输出电压时为止。

  阶段3 [t=t3] ,Cgs将继续放电。漏电流Id和Vgs开始线性下降,阻断MOSFET导通通道。当Vgs 与栅极阈值电压Vgs(th)相等,并且Id变为零时,这个阶段即结束。这个阶段结束后,MOSFET将完全关断。

  阶段4 [t=t4] ,栅极驱动对Cgs持续放电,直至Vgs电压水平变为零。

  B.传统的TO247封装MOSFET的开关瞬态特性分析

  利用升压转换器,评估了封装寄生电感对MOSFET开关特性的影响。传统的TO247 MOSFET等效模型的详情,以及升压转换器电路和寄生电感的详情。对于MOSFET模型, 3个电容为硅结构,分别位于各个连接引脚之间:栅漏电容Cgd、漏源电容Cds和栅源电容Cgs。键合丝产生了MOSFET寄生电感:栅极寄生电感Lg1、漏极寄生电感Ld1和源极寄生电感Ls1。这个模型也包含了电路板电路布局产生的杂散电感:Ld2、Ld3、Lg2和Ls2。分析中,LS等于Ls1+Ls2,Lg等于Lg1+Lg2,RG等于Int.Rg+Ext.Rg。

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梁先生07:50:02
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