【Light一刻】 Infineon MOSFET MOS导通行不行-论英飞凌MOS导通条件参数

关键字 :InfineonMOSFET

摘要:

在一些非稳态的情况下,Vgs有可能因为杂讯干扰、电路特性等成因产生瞬间大突波。这时候往往会担心,到底Vgs突波会不会导致开关误动作,而产生short through现象,如图一所示。

(图一 : Ch1 Vgs )

实际上Vgs并非有电就会有产生导通现象,而是需要由两个参数作为条件。

Vgs(th) & td(on).,请见图二、图三。

(图二:MOS充电波形行为)(图三:切换时序波形)

MOS 初导通的条件 : 电压超过Vgs(th) 且持续时间大于td (on)

当电压超过Vgs(th),id便会有微弱电流爬升。

而当经过td(on)时,Vds开始下降,则电流可视为完全流过MOS。

这两个参数都于datasheet可以搜寻的到

Ex.以IPW60R040C7为例:



MOS Vgs完整充电行为:

而整个MOS 进入到完全导通状态其实需要经过完整t1~t3区间。

 

当栅极连接到电源电压时,VGS 开始增加,直到达到 Vth,此时漏极电流开始流动,CGS 开始充电。

在 t1 到 t2 期间,CGS 继续充电,栅极电压继续上升,漏极电流按比例上升。在时间t2,CGS完全充电,漏极电流达到预定电流ID并保持恒定,同时漏极电压开始下降。

参考图四所示的 MOSFET 等效电路模型,可以看出,当 CGS 在 t2 充满电时,VGS 变为恒定,驱动电流开始对米勒电容 CDG 充电。这一直持续到时间 t3





由于 t2 和 t3 之间的快速变化的漏极电压(电流 = C dv/dt),米勒电容的充电时间大于栅源电容 CGS 的充电时间。

一旦电容 CGS 和 CGD 都被完全充电,栅极电压 (VGS) 再次开始增加,直到它在时间 t4 达到电源电压。

对应于时间 t3 的栅极电荷 (QGS + QGD) 是开启器件所需的最低电荷。

结论:

由上述可知,单论MOS导通有好几种可能性

  • 1:Vgs > Vgs(th) 的初导通
  • 2:Vgs > Vgs(th) & t > td(on) 的MOS 导通
  • 3:以及克服完整Miller平台后的MOS 全导通三者。

 

唯有Vgs突波波形条件比可能性2更大时,MOS才有误开并且损伤的风险。

 

参考资料:
a) https://www.infineon.com/dgdl/mosfet.pdf?fileId=5546d462533600a4015357444e913f4f&redirId=117673

b) https://www.infineon.com/cms/en/product/power/mosfet/n-channel/500v-950v/ipw60r040c7/

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