Визначте швидкість перемикання MOSFET
Відповіді:
З точки зору ведучого ланцюга, затвор виглядає як конденсатор до джерела. Він також має деяку ємність до зливу, але це було враховано в загальній цифрі заряду воріт. Ви знаєте, що напруга, яке має встановити воріт, повинно змінюватися, і заряд, який необхідно перенести для цього. Звідси просто обчислити еквівалентну ємність: Farads = Couloumbs / Volt. Після того, як у вас ємність, часова константа R * C дає вам деяке уявлення про те, як швидко ворота загинуть, даючи ступінчастий вхід з іншого боку резистора затвора. Для досягнення 90% кінцевої напруги затвора, наприклад, потрібні 2,3 часові константи.
Коли FET насправді «перемикається», то складніше. FET несподівано не перейде від повного виходу до повного значення при певній напрузі затвора, але є напруга на затворі, при якому невелика поступова зміна зробить найбільшу різницю у вихідній характеристиці FET. Ви повинні вирішити, наскільки повна і як повна відключення "перемикання" насправді означає, а потім вирішити, який діапазон напруги воріт, що представляє. Тоді ви можете використовувати еквівалентну модель RC, щоб вирішити, наскільки швидко крок введення призведе до того, що він скоротиться в цій області. Наприклад, якщо ви вирішили, що більша частина комутації відбувається між 20% і 80% напруги затвора, то це буде 1,4 часу.
Основна частина дії комутації відбувається тоді, коли плато напруги на затворі при пороговій напрузі Vgsth, в який момент напруга зливу швидко падає, і так званий ефект Міллера зберігає поріг там, поки сток не досягне свого мінімуму:
(з https://web.archive.org/web/20120324165247/http://www.ti.com/lit/ml/slup097/slup097.pdf )
Для практичного прикладу, скажімо, у вас є IRL540N, який ви керуєте джерелом 5 В, опір серії 100 Ом.
Поріг воріт визначається від 1 до 2 В. Це означає, що струм зарядки затвора буде 30-40 мА. Загальний заряд затвора визначається при <74nC, тому ви говорите про максимальний час перемикання t = Qmax / Imin = 74nC / 30mA = 2,47usec.
Чому б не використовувати резистор із нульовим опором?
Кілька причин:
індуктивність паразитарного джерела в MOSFET може викликати високочастотні коливання або, принаймні, сильно заглушений турнон
Як правило, ви хочете налаштувати час увімкнення відповідно з причин EMI.
А в приводі на півмостовому затворі ви зазвичай використовуєте діод паралельно резистору включення, щоб вимкнення було швидким, але ввімкнення повільним. В іншому випадку ви можете отримати простріл з причин, що виходять за межі цієї публікації. (Якщо у мене буде час, я напишу про це запис у блозі та опублікую посилання на нього.)