MOSFET驱动电阻Rg的计较、拔取详解-KIA MOS管

对机电驱动来说，MOSFET是完成电流输入的关头器件，MOS驱动电路作为节制电路和功率电路的接口，其感化相当首要，它决议了这个机电驱动板卡的机能，本文就将具体切磋MOSFET驱动电路中驱动电阻的选型。

驱动电阻Rg的计较

1、驱动电阻的下限值

驱动电阻下限值的计较准绳为：驱动电阻必须在驱动回路中供给充足的阻尼，来阻尼MOSFET守旧刹时驱动电流的震动。

图2 MOSFET守旧时的驱动电流

当MOSFET守旧刹时，Vcc经由过程驱动电阻给Cgs充电，如图2所示(疏忽Rpd的影响)。按照图2，能够写出回路在s域内对应的方程:

式(4)给出了驱动电阻Rg的下限值，式(4)中Cgs为MOSFET管gs的寄生电容，其值能够在MOSFET对应的datasheet中查到。

而Lk是驱动回路的感抗，普通包罗MOSFET引脚的感抗，PCB走线的感抗，驱动芯片引脚的感抗等，其切确的数值常常难以必定，但数目级普通在几十nH摆布。

是以在现实设想时，普通先按照式(4)计较出Rg下限值的一个大要规模，而后再经由过程现实尝试，以驱动电流不发生震动作为临界条件，得出Rg下限值。

2、驱动电阻的下限值

驱动电阻下限值的计较准绳为：避免MOSFET关断时发生很大的dV/dt使得MOSFET再次误守旧。

当MOSFET关断时，其DS之间的电压从0回升到Vds(off)，是以有很大的dV/dt，按照公式：i=CdV/dt，该dV/dt会在Cgd上发生较大的电流igd，如图3所示。

图3 MOSFET关断时的对应电流

该电流igd会流过驱动电阻Rg，在MOSFETGS之间又引入一个电压，当该电压高于MOSFET的门坎电压Vth时，MOSFET会误守旧，为了避免MOSFET误守旧，该当知足：

式(6)给出了驱动电阻Rg的下限值，式(6)中Cgd为MOSFET栅源级的寄生电容，Vth为MOSFET的开启电压，均能够在对应的datasheet中查到，dV/dt则能够按照电路现实任务时MOSFET的漏源级电压和MOSFET关断时漏源级电压回升时候(该时候普通在datasheet中也能查到)求得。

从上面的阐发能够看到，在MOSFET关断时，为了避免误守旧，该当尽可能减小关断时驱动回路的阻抗。基于这一思惟，上面再给出两种很经常使用的改良型电路，能够有用地避免关断时mos的误守旧题目。

图4 改良电路1

图4给出的改良电路1是在驱动电阻上反并联了一个二极管，当MOSFET关断时，关断电流就会流经二极管Doff，如许MOSFET栅源级的电压就为二极管的导通压降，普通为0.7V，远小于MOSFET的门坎电压(普通为2.5V以上)，有用地避免了MOSFET的误守旧。

图5 改良电路2

图5给出的改良电路2是在驱动电路上加入了一个守旧二极管Don和关断三级管Qoff。当mos关断时，Qoff翻开，关断电流就会流经该三极管Qoff，如许MOSFET栅源极的电压就被钳位至地电平四周，从而有用地避免了MOSFET的误守旧。

总结

按照以上的阐发，就能够求得MOSFET驱动电阻的下限值和下限值，普通来说，MOSFET驱动电阻的取值规模在5~100欧姆之间，那末在这个规模内若何进一步优化阻值的拔取呢？

这就要从消耗方面来斟酌，当驱动电阻阻值越大时，MOSFET守旧关断时候越长(如图6所示)，在开关时辰电压电流交叠时候久越大，形成的开关消耗就越大。以是在保障驱动电阻能供给充足的阻尼，避免驱动电流震动的条件下，驱动电阻应当越小越好。

图6 MOSFET开关时候随驱动电阻的变更

比方经由过程式(4)和式(6)的计较获得驱动电阻的下限为5欧姆，下限为100欧姆。那末斟酌必然的裕量，取驱动电阻为10欧姆时适合的，而将驱动电阻获得太大(比方50欧姆以上)，从消耗的角度来说，必定是不适合的。

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