मैं दिए गए क्यूजी (गेट चार्ज), वीजीएस (जीएस जंक्शन वोल्टेज) और गेट रोकनेवाला के साथ एक एमओएसएफईटी की स्विचिंग गति कैसे निर्धारित कर सकता हूं? मुझे गेट अवरोधक के आवश्यक मूल्य का निर्धारण कैसे करना चाहिए?
MOSFET स्विचिंग गति निर्धारित करें
जवाबों:
ड्राइविंग सर्किट के दृष्टिकोण से, गेट स्रोत के कैपेसिटर की तरह दिखता है। यह वास्तव में नाली के लिए कुछ समाई है, लेकिन कुल गेट चार्ज आंकड़ा में इसे ध्यान में रखा गया है। आप जानते हैं कि वोल्टेज में परिवर्तन होना चाहिए और चार्ज जो कि पूरा करने के लिए स्थानांतरित किया जाना चाहिए। वहाँ से समतुल्य समाई की गणना करना सरल है: फैराड्स = कूलॉम्ब / वोल्ट। एक बार जब आपके पास समाई होती है, तो R * C समय निरंतर आपको कुछ विचार देता है कि फाटक के दूसरी तरफ गेट इनपुट को कितनी तेजी से दिया जाएगा। उदाहरण के लिए, अंतिम गेट वोल्टेज के 90% तक पहुंचने के लिए, 2.3 समय स्थिरांक लेता है।
जब FET वास्तव में "स्विच" अधिक मुश्किल है। FET एक विशेष गेट वोल्टेज पर अचानक पूर्ण से पूर्ण नहीं जाएगा, लेकिन एक गेट वोल्टेज है जिस पर एक छोटा वृद्धिशील परिवर्तन FET आउटपुट विशेषता में सबसे अधिक अंतर लाएगा। आपको यह तय करना होगा कि वास्तव में "स्विचिंग" पर पूरा और कैसे भरा हुआ है, और फिर तय करें कि कौन सी गेट वोल्टेज रेंज का प्रतिनिधित्व करता है। तब आप यह तय करने के लिए समतुल्य RC मॉडल का उपयोग कर सकते हैं कि इस क्षेत्र में कितनी तेजी से इनपुट इनपुट के कारण यह होगा। उदाहरण के लिए, यदि आप तय करते हैं कि ज्यादातर स्विचिंग 20% और 80% गेट वोल्टेज के बीच होती है, तो यह 1.4 समय की गति होगी।
बहुत बढ़िया जवाब, धन्यवाद। शून्य प्रतिरोध वाले गेट रेसिस्टर का उपयोग कोई क्यों नहीं करेगा?
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डोर
ओलिन: यह काफी सही नहीं है; गेट कैपेसिटेंस वोल्टेज के साथ nonlinearly बदलता है और गणना करने के लिए बहुत मुश्किल है।
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जेसन एस
@ जेसन: हाँ, वास्तविक कैपेसिटेंस स्थितियों से भिन्न होता है, लेकिन निर्माता आपको सबसे खराब स्थिति बताता है। मुझे इसे और स्पष्ट करना चाहिए था।
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ओलिन लेट्रोप
स्विचिंग एक्शन का बड़ा हिस्सा तब होता है जब गेट वोल्टेज पठार दहलीज वोल्टेज Vgsth पर होता है, जिस बिंदु पर ड्रेन वोल्टेज जल्दी से गिर जाता है और तथाकथित मिलर प्रभाव थ्रेशोल्ड को तब तक बनाए रखता है जब तक कि ड्रेन अपने न्यूनतम तक नहीं पहुँच जाता:
( https://web.archive.org/web/20120324165247/http://www.ti.com/lit/ml/slup097/slup097.pdf से )
बस एक व्यावहारिक उदाहरण के लिए, मान लें कि आपके पास एक IRL540N है जिसे आप 5 ओम स्रोत के साथ 100 ओम श्रृंखला प्रतिरोध के साथ चला रहे हैं।
गेट थ्रेसहोल्ड 1 और 2 वी के बीच में है। इसका मतलब है कि वर्तमान चार्ज गेट 30-40mA होगा। कुल गेट चार्ज <74nC पर निर्दिष्ट है, इसलिए आप t = Qmax / Imin = 74nC / 30mA = 2.47usec के अधिकतम स्विचिंग समय के बारे में बात कर रहे हैं।
शून्य प्रतिरोध वाले गेट रेसिस्टर का उपयोग कोई क्यों नहीं करेगा?
कई कारण:
MOSFET में परजीवी स्रोत प्रेरण उच्च आवृत्ति दोलनों का कारण बन सकता है, या कम से कम अत्यधिक दलदली टर्नऑन
आप आम तौर पर ईएमआई कारणों के लिए बारी-बारी से समय पर ट्यून करना चाहते हैं।
और एक आधे-पुल गेट ड्राइव में, आप आमतौर पर टर्न-ऑन रोकनेवाला के साथ समानांतर में एक डायोड का उपयोग करते हैं ताकि टर्न-ऑफ त्वरित हो लेकिन टर्न-ऑन धीमा हो। अन्यथा आप इस पोस्ट के दायरे से परे कारणों से शूट-थ्रू प्राप्त कर सकते हैं। (यदि मेरे पास समय है, तो मैं उसके बारे में एक ब्लॉग प्रविष्टि लिखूंगा और इसके लिए एक लिंक पोस्ट करूंगा।)
शानदार और विस्तृत जवाब, धन्यवाद। "अगर मेरे पास समय है, तो मैं उस बारे में एक ब्लॉग प्रविष्टि लिखूंगा और इसके लिए एक लिंक पोस्ट करूंगा" - सुनिश्चित :)। एक बात - क्यों गेट चार्ज करंट 30-40mA है? 5v / 100ohm = 50mA क्यों नहीं?
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डोर
क्योंकि I = (Vs = 5V - Vgate) / R, और अधिकतर समय Vgsth = 1-2V पर गेट बैठता है।
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जेसन एस
(1) ठीक है, लेकिन आप स्रोत को क्यों चलाना चाहेंगे? नाली क्यों नहीं चला रहे हैं, जो अधिक सामान्य है? (2) जैसा कि रेखांकन से देखा जा सकता है, Vgs = Vgsth एक पल के लिए, लेकिन लागू Vgs वोल्टेज (जो अधिक होता है) तक बढ़ता रहता है। यह तब तक रहता है जब तक Vds शून्य के बराबर नहीं हो जाता। मुझे यहां क्या समझ नहीं आ रहा है? : s
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डोर
आप MOSFET स्रोत को चलाना नहीं चाहते हैं, आप एक श्रृंखला रोकनेवाला के माध्यम से वोल्टेज स्रोत (MOSFET स्रोत पिन के साथ भ्रमित नहीं होना) का उपयोग करके Vgs को नियंत्रित करना चाहते हैं।
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जेसन एस
@ जेसन टीआई से नोट का लिंक, slup097 मृत है। एक अद्यतन स्रोत साझा करने के लिए देखभाल? मैं इसे खोजने में असमर्थ हूं।
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काइल हंटर