mosfet 電阻特性參數-如何確定mosfet驅動電阻與電阻設計-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2019-08-21
mosfet 電阻主要特性參數如下，電阻的主要參數有電阻阻值，允許誤差，額定功率，溫度系數等
1、標稱阻值：電阻器上面所標示的阻值。
2、允許誤差：標稱阻值與實際阻值的差值跟標稱阻值之比的百分數稱阻值偏差，它表示電阻器的精度。
3、額定功率：在正常的大氣壓力90-106.6KPa及環境溫度為－55℃～＋70℃的條件下，電阻器長期工作所允許耗散的最大功率。
4、額定電壓：由阻值和額定功率換算出的電壓。
5、溫度系數：溫度每變化1℃所引起的電阻值的相對變化。溫度系數越小，電阻的穩定性越好。阻值隨溫度升高而增大的為正溫度系數，反之為負溫度系數。
6、老化系數：電阻器在額定功率長期負荷下，阻值相對變化的百分數，它是表示電阻器壽命長短的參數。
7、電壓系數：在規定的電壓范圍內，電壓每變化1伏，電阻器的相對變化量。
mosfet 電阻驅動是如何確定的？常用的MOSFET驅動電路如下圖所示：
常用的MOSFET驅動電路
其中，Rg為驅動電阻；LK是驅動回路的感抗，一般在幾十nH；Rpd的作用是給MOSFET柵極積累的電荷提供泄放賄賂，一般取值在10K~幾十K；Cgd、Cgs、Cds是MOSFET的三個寄生電容。
驅動電阻下限值的計算原則為：驅動電阻必須在驅動回路中提供足夠的阻尼，來阻尼MOSFET開通瞬間驅動電流的震蕩。
實際設計時，一般先計算出Rg下限值的大致范圍，然后再通過實驗，以驅動電流不發生震蕩作為臨界條件，得出Rg的下限值。
mosfet 電阻驅動電阻上限值的設計原則為：防止MOSFET關斷時產生很大的dV/dt，使MOSFET管再次誤開通。
Vth為MOSFET門檻電壓，Cgd和dV/dt在手冊中可查。
從上面的分析可以看到，在MOSFET管關斷時，為了防止誤開通，應當盡量減小關斷時驅動回路的阻抗。基于這一思想，下面再給出兩種很常用的改進型電路，可以有效地避免關斷時MOSFET的誤開通問題。
常用的MOSFET驅動電路改進電路1
常用的MOSFET驅動電路改進電路2
mosfet 電阻驅動的取值范圍在5~100歐姆之間，那么在這個范圍內如何進一步優化阻值的選取呢？這就要從損耗方面來考慮。
當驅動電阻阻值越大時，MOSFET開通關斷時間越長，在開關時刻電壓電流交疊時間越久，造成的開關損耗就越大。所以在保證驅動電阻能提供足夠的阻尼，防止驅動電流震蕩的前提下，驅動電阻應該越小越好。
驅動芯片的選型需要考慮驅動電流、功耗、傳輸延遲，對隔離型驅動還要考慮原副邊隔離電壓，瞬態共模抑制。
下面一一從電流、功耗、傳輸延遲等幾個方面來分析
Vgs為驅動電壓的擺幅，在選擇驅動芯片的時候，最重要的一點就是驅動芯片能提供的最大電流要超過上式所得出的電流，即驅動芯片要有足夠的“驅動能力”。
P_driver=Q_g×?V_gs×f_s
Q_g柵極充電電荷，?V_gs為驅動電壓的擺幅，f_s為MOSFET的開關頻率。選擇驅動芯片時，應選擇驅動芯片所能提供的功率大于上式所計算出來的功率。同時還要考慮環境溫度的影響，因為大多數驅動芯片所能提供的功率都是隨著環境溫度的升高而降額的，如下圖。
驅動允許的損耗功率隨著環境溫度升高而降額（IPW65R080CFD）
所謂傳輸延遲，即驅動芯片的輸出信號上升沿和下降沿都要比輸入信號延遲一段時間，其對應的波形如圖下圖。
對于傳輸延遲來說，我們一般希望有兩點：1)傳輸延時的實際要盡量短。2)“開通”傳輸延時和“關斷”傳輸延時的一致性要盡量好。
針對第二點，如果開通和關斷傳輸延時不一致會有什么影響呢？我們以常用的IGBT驅動，光耦M57962為例，給出其傳輸延時的數據：
M57962的開通傳輸延時一般為1us，最大為1.5us；關斷傳輸延時一般為1us，最大為1.5us。其開通關斷延時的一致性很差，這樣就會對死區時間造成很大的影響。假設輸入M57962的驅動死區設置為1.5us。那么實際到IGBT的GE級的驅動死區時間最大為2us(下管開通延時1.5us, 上管關斷延時1us)，最小僅為1us(下管開通延時1us, 上管關斷延時1.5us)。造成實際到達IGBT的GE級的死區時間的不一致。因此在設計死區時間時，應當充分考慮到驅動芯片本身的傳輸延時的不一致性，避免因此造成的死區時間過小導致的橋臂直通。
對于隔離型驅動來說(光耦隔離，磁耦隔離)。需要考慮原、副邊的絕緣電壓，一般項目中都會給出絕緣電壓的相關要求。若沒有相關要求，一般可取絕緣電壓為MOSFET電壓定額的兩倍以上。
對于橋式電路來說，同一橋臂上管的源極 (也就是下管的漏極)是高頻跳變的，該高頻跳變的dv/dt會通過隔離驅動原、副邊的寄生電容產生較大的共模電流耦合到原邊，從而對控制驅動產生影響，如圖下圖所示。
原、副邊耦合
所以，驅動芯片的共模瞬態抑制(common mode transient immunity)也很重要，在實際選擇驅動芯片時，驅動芯片的CM transient immunity應該大于電路中實際的dv/dt，越大越好。
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