MOSFET驅(qū)動(dòng)

MOSFET場(chǎng)效應(yīng)管是電壓驅(qū)動(dòng)器件，輸入有電容，因此為可靠驅(qū)動(dòng)MOSFET，柵極需要施加較大的驅(qū)動(dòng)電流。

功率MOSFET開(kāi)關(guān)模型

該模型顯示了影響開(kāi)關(guān)性能的最重要的寄生器件。

柵極所需驅(qū)動(dòng)電流計(jì)算公式

一個(gè)很重要的參數(shù)是計(jì)算柵極驅(qū)動(dòng)電流必須的：Qg
Ig=Qg/t
或
Ig=Qg*F
這2個(gè)公式實(shí)質(zhì)是一樣的，時(shí)間和頻率互為倒數(shù)，所以一個(gè)乘，另一個(gè)除，實(shí)際使用，根據(jù)需要，任選一個(gè)即可。
Ig：柵極驅(qū)動(dòng)電流
Qg：總柵極電荷，向柵極施加電壓（從零電壓到指定電壓）的電荷量
t：MOSFET場(chǎng)效應(yīng)管開(kāi)啟-關(guān)閉的時(shí)間
F：MOSFET場(chǎng)效應(yīng)管的開(kāi)關(guān)頻率

柵極峰值驅(qū)動(dòng)電流會(huì)在瞬間使CISS充電或放電，然后在MOS開(kāi)關(guān)開(kāi)通時(shí)減小。
務(wù)必注意，即使在高溫下，驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度也不會(huì)顯著降低。
在高溫下，功率 MOSFET 內(nèi)部柵極電阻會(huì)增加，這會(huì)減慢開(kāi)啟和關(guān)閉速度。功率 MOSFET 的緩慢開(kāi)啟和關(guān)閉可能會(huì)導(dǎo)致開(kāi)關(guān)損耗增加。因此，在比較兩個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)器時(shí)，務(wù)必注意最大推薦工作溫度下的驅(qū)動(dòng)電流能力。

柵極驅(qū)動(dòng)電流調(diào)整

在輸出足以驅(qū)動(dòng)MOSFET的情況下，可通過(guò)R柵極電阻來(lái)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電流
外部柵極電阻器，這個(gè)柵極電阻的值會(huì)極大地影響系統(tǒng)的性能。例如，如果系統(tǒng)使用 20Ω 外部柵極電阻器，則無(wú)論在 10V 偏置電壓下使用 2A 還是 3A 柵極驅(qū)動(dòng)器，系統(tǒng)性能都可能不會(huì)受到顯著影響。還需要注意的是，即使由于驅(qū)動(dòng)電流能力的差異較大而導(dǎo)致系統(tǒng)性能存在差異，也可以通過(guò)調(diào)整柵極電阻值來(lái)彌補(bǔ)這種差異。例如，可以將 3A 驅(qū)動(dòng)器的10Ω 柵極電阻器更改為 2A 柵極驅(qū)動(dòng)器的較低值電阻器或 4A 驅(qū)動(dòng)器的較高值電阻器，以實(shí)現(xiàn)相同的功率器件上升和下降時(shí)間。

柵極驅(qū)動(dòng)電壓

N溝低壓驅(qū)動(dòng)的MOSFET根據(jù)需要，在柵極施加2-5V電壓可驅(qū)動(dòng)，具體需要查詢規(guī)格書，以及你可以接受的RDS來(lái)確定。
N溝較大功率的MOSFET通常需要施加10-15V的驅(qū)動(dòng)電壓，VGS以夠用為宜，超過(guò)閾值以后，VGS的增加RDS減小并不明顯，提高VGS意味著需要更大的驅(qū)動(dòng)功率（驅(qū)動(dòng)電流相同情況下）。
對(duì)于一些 MOSFET，柵極驅(qū)動(dòng)電壓超過(guò) 8V 至 10V 并不會(huì)進(jìn)一步減小 MOSFET 電阻（RDS-ON）。 10V 柵極驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)功耗相比12V柵極電壓減小了 16% （從 12V 減小至 10V），而得到的由柵極驅(qū)動(dòng)的功耗減小了 28%。進(jìn)一步可以看到由于柵極電壓減小，也降低了交越傳導(dǎo)損耗。

AO3400參數(shù)

30V N溝MOSFET
ID (at VGS=10V) 5.7A
RDS(ON) (at VGS=10V) < 26.5m?
RDS(ON) (at VGS = 4.5V) < 32m?
RDS(ON) (at VGS = 2.5V) < 48m?

AO3400A柵極驅(qū)動(dòng)電流計(jì)算

根據(jù)規(guī)格書，查詢到表格和圖中在VGS=4.5V, VDS=15V, ID=5.7A時(shí)Qg典型值為6nC，需要注意Qg是根據(jù)VDS和負(fù)載電流變化的
設(shè)開(kāi)關(guān)頻率為100Khz，換算為0.1Mhz，這樣計(jì)算結(jié)果為mA，則6nC*0.1Mhz=0.6mA，所以在頻率不高的情況下，3400還是很容易驅(qū)動(dòng)的，因?yàn)镼g很小。

AO3400A總柵極電荷Qg

AO3400柵極電荷特性

NCE7560K參數(shù)

這個(gè)MOSFET是國(guó)產(chǎn)的，參數(shù)優(yōu)秀，RDS比AO3400還小。
N溝增強(qiáng)形MOSFET
VDS=75V；ID=60A@ VGS=10V；RDS(ON)<8.5m? @ VGS=10V

NCE7560K參數(shù)表

NCE7560K柵極驅(qū)動(dòng)電流計(jì)算

根據(jù)規(guī)格書，查詢到表格和圖中在VGS=10V, VDS=130V, ID=30A時(shí)Qg典型值為100nC，需要注意Qg是根據(jù)Vds和負(fù)載電流變化的
設(shè)開(kāi)關(guān)頻率為100Khz，換算為0.1Mhz，這樣計(jì)算結(jié)果為mA，則100nC*0.1Mhz=10mA，該管Qg較小，驅(qū)動(dòng)頻率不高，所以驅(qū)動(dòng)電流不大。
通過(guò)這2個(gè)例子，可以看出，柵極所需驅(qū)動(dòng)電流計(jì)算還是簡(jiǎn)單的。

NCE7560K總柵極電荷

總柵極電荷典型值為100nC

NCE7560K柵極電荷特性