含寄生參數(shù)的功率MOSFET等效電路設(shè)計(jì),絕!
以下內(nèi)容中,小編將對包含寄生參數(shù)的功率MOSFET等效電路的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行著重介紹和闡述,希望本文能幫您增進(jìn)對功率MOSFET等效電路的了解,和小編一起來看看吧。
一、等效電路
所謂“等效”,是指在保持電路的效果不變的情況下,為簡化電路分析,將復(fù)雜的電路或概念用簡單電路或已知概念來代替或轉(zhuǎn)化,這種物理思想或分析方法稱為“等效”變換。需要注意的是,“等效”概念只是應(yīng)用于電路的理論分析中,是電工教學(xué)中的一個概念,與真實(shí)電路中的“替換”概念不同,即“等效”僅是應(yīng)用于理論假設(shè)中,不是真實(shí)電路中的“替換”。“等效”的目的是為了在電路分析時(shí),簡化分析過程,易于理解的一種電路分析手段。
在許多情況下,人們常利用作用的效果相同,來認(rèn)識和處理復(fù)雜的問題?,F(xiàn)代電子技術(shù)中,在分析一些復(fù)雜電路時(shí),人們常常只關(guān)注整個電路(或電路的某一部分)的輸入、輸出關(guān)系,即電流和電壓的變化關(guān)系。這樣我們就可以用一個簡單的電路代替復(fù)雜電路,使問題得到簡化。這個簡單的電路就是復(fù)雜電路的等效電路。在《電子線路》等相關(guān)書籍中所提到的戴維南定理其實(shí)就是采用等效電路的思想將一個個十分復(fù)雜的電路進(jìn)行簡化。通常情況下將電流表作短路處理,電壓表作開路處理,結(jié)果是復(fù)雜的電路簡化為純電阻的串并聯(lián)關(guān)系,再運(yùn)用并串聯(lián)電阻的求和方法將電路簡化為只有一個電阻的情形。
二、包含寄生參數(shù)的功率MOSFET等效電路
等效電路 說明: 實(shí)際的功率MOSFET 可用三個結(jié)電容,三個溝道電阻,和一個內(nèi)部二極管及一個理想MOSFET 來等效。三個結(jié)電容均與結(jié)電壓的大小有關(guān),而門極的溝道電阻一般很小,漏極和源極的兩個溝道電阻之和即為MOSFET 飽和時(shí)的通態(tài)電阻。
功率MOSFET的開通和關(guān)斷過程原理 (1):開通和關(guān)斷過程實(shí)驗(yàn)電路
(2):MOSFET 的電壓和電流波形
(3):開關(guān)過程原理 開通過程[ t0 ~ t4 ]:
在 t0 前,MOSFET 工作于截止?fàn)顟B(tài),t0 時(shí),MOSFET 被驅(qū)動開通;
[t0-t1]區(qū)間,MOSFET 的GS 電壓經(jīng)Vgg 對Cgs充電而上升,在t1時(shí)刻,到達(dá)維持電壓Vth,MOSFET 開始導(dǎo)電;
[t1-t2]區(qū)間,MOSFET 的DS 電流增加,Millier 電容在該區(qū)間內(nèi)因DS 電容的放電而放電,對GS 電容的充電影響不大;
[t2-t3]區(qū)間,至t2 時(shí)刻,MOSFET 的DS 電壓降至與Vgs 相同的電壓,Millier 電容大大增加,外部驅(qū)動電壓對Millier 電容進(jìn)行充電,GS 電容的電壓不變,Millier 電容上電壓增加,而DS電容上的電壓繼續(xù)減小;
[t3-t4]區(qū)間,至t3 時(shí)刻,MOSFET 的DS 電壓降至飽和導(dǎo)通時(shí)的電壓,Millier 電容變小并和GS 電容一起由外部驅(qū)動電壓充電,GS 電容的電壓上升,至t4 時(shí)刻為止。此時(shí)GS 電容電壓已達(dá)穩(wěn)態(tài),DS 電壓也達(dá)最小,即穩(wěn)定的通態(tài)壓降。
關(guān)斷過程[ t5 ~t9 ]:
在 t5 前,MOSFET 工作于導(dǎo)通狀態(tài), t5 時(shí),MOSFET 被驅(qū)動關(guān)斷;
[t5-t6]區(qū)間,MOSFET 的Cgs 電壓經(jīng)驅(qū)動電路電阻放電而下降,在t6 時(shí)刻,MOSFET 的通態(tài)電阻微微上升,DS 電壓梢稍增加,但DS 電流不變;
[t6-t7]區(qū)間,在t6 時(shí)刻,MOSFET 的Millier 電容又變得很大,故GS 電容的電壓不變,放電電流流過Millier 電容,使DS 電壓繼續(xù)增加;
[t7-t8]區(qū)間,至t7 時(shí)刻,MOSFET 的DS 電壓升至與Vgs 相同的電壓,Millier 電容迅速減小,GS 電容開始繼續(xù)放電,此時(shí)DS 電容上的電壓迅速上升,DS 電流則迅速下降;
[t8-t9]區(qū)間,至t8 時(shí)刻,GS 電容已放電至Vth,MOSFET 完全關(guān)斷;該區(qū)間內(nèi)GS 電容繼續(xù)放電直至零。
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