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LS MOSFET低边开关关断时的栅极 – 源极间电压的动作

LS MOSFET低边开关关断时的栅极 – 源极间电压的动作

电子百科|Electronic-encyclopedia|

2024-05-10 01:14:03 903

下面是表示LS MOSFET关断时的电流动作的等效电路和波形示意图。与导通时的做法一样，为各事件进行了(IV)、(V)、(VI)编号。与导通时相比，只是VDS和ID变化的顺序发生了改变，其他基本动作是一样的。与导通时的事件之间的对应关系如下：

低边开关关断时的栅极 – 源极间电压的动作示例低边开关关断时的栅极 – 源极间电压的动作波形

dVDS/dt带来的LS的VGS上升和HS的VGS负浪涌（波形示意图T4）是事件(IV)。波形示意图的T4周期结束时，公式（1）所示的ICGD1消失时发生的浪涌是事件(V)。公式（1）与之前使用的公式相同。

随后，漏极电流发生变化（波形示意图T6），并发生公式（2）所示的LSOURCE引起的电动势，电流如等效电路的事件(VI)中所示流动。公式（2）也与之前使用的公式相同。

VSOURCE计算

ICGD计算

可以看出的动作是，由于该电流以源极侧为负极向MOSFET的CGS充电，因此在HS侧将VGS推高，在LS侧将VGS向正极侧拉升，以防止VGS下降。结果就产生了波形示意图所示的VGS动作。波形示意图中VGS的虚线表示理想的电压波形。

外置栅极电阻的影响

下面是SiC MOSFET桥式结构的LS关断时的双脉冲测试结果。（a）波形图的外置栅极电阻RG_EXT为0Ω时，（b）为10Ω。图中的(IV)、(V)、(VI)即前面提到的事件。

SiC MOSFET桥式结构的LS关断时的双脉冲测试结果

如波形图所示，可以看到事件（V）的浪涌非常明显。

尽管由VDS的变化引起的事件（IV）的影响很小，但由于HS中事件（IV）引起的负浪涌常常会超过额定值，在这种情况下，就需要对电路采取相应的措施。要想减少这种关断时的HS负浪涌，需要减小HS栅极电阻RG_EXT。然而，需要注意的是，在上一篇文章介绍过的常用栅极电阻调节电路中，事件（IV）在电阻值高的RG_ON侧较为突出。

关于由事件(VI)引起的VGS抬升，由于该时刻正好在关断（Turn-off）结束之前，所以即使HS进入导通（Turn-on）动作，SiC MOSFET桥式结构的LS也已经被关断，几乎不会造成什么问题。