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淺析功率型MOS管電路設計的詳細應用

 

  以下有場效電晶體短路保護視訊。功率場效電晶體自身擁有眾多優點,但是MOS管具有較脆弱的承受短時過載能力,特別是在高頻的應用場合,所以在應用功率MOS管對必須為其設計合理的保護電路來提高器件的可靠性。功率MOSFET保護電路主要有以下幾個方面:

  1)防止柵極di/dt過高:由於採用驅動晶片,其輸出阻抗較低,直接驅動功率管會引起驅動的功率管快速的開通和關斷,有可能造成功率管漏源極間的電壓震盪,或者有可能造成功率管遭受過高的di/dt而引起誤導通。為避免上述現象的發生,通常在MOS驅動器的輸出與MOS管的柵極之間串聯一個電阻,電阻的大小一般選取幾十歐姆。

        

  2)防止柵源極間過電壓,由於柵極與源極的阻抗很高,漏極與源極間的電壓突變會通過極間電容耦合到柵極而產生相當高的柵源尖峰電壓,此電壓會使很薄的柵源氧化層擊穿,同時柵極很容易積累電荷也會使柵源氧化層擊穿,所以要在MOS管柵極並聯穩壓管以限制柵極電壓在穩壓管穩壓值以下,保護MOS管不被擊穿,MOS管柵極並聯電阻是為了釋放柵極電荷,不讓電荷積累。

       

  3)防護漏源極之間過電壓,雖然漏源擊穿電壓VDS一般都很大,但如果漏源極不加保護電路,同樣有可能因為器件開關瞬間電流的突變而產生漏極尖峰電壓,進而損壞MOS管,功率管開關速度越快,產生的過電壓也就越高。為了防止器件損壞,通常採用齊納二極體鉗位和RC緩衝電路等保護措施。

       

  當電流過大或者發生短路時,功率MOS管漏極與源極之間的電流會迅速增加並超過額定值,必須在過流極限值所規定的時間內關斷功率MOSFET,否則器件將被燒壞,因此在主迴路增加電流取樣保護電路,當電流到達一定值,通過保護電路關閉驅動電路來保護MOSFET管。圖1是MOSFET管的保護電路,由此可以清楚的看出保護電路的功能。