并联 Mosfet:我可以使用公共栅极电阻器,还是必须为每个 mosfet 使用单独的栅极电阻器?

电器工程 场效应管 栅极驱动
2022-01-23 08:12:29

在计算单个 MOSFET 的栅极电阻时,首先我将电路建模为串联 RLC 电路。其中,R是要计算的栅极电阻。L是 mosfet 栅极和 mosfet 驱动器输出之间的走线电感。C是从 MOSFET 栅极看到的输入电容(给出为Ciss在 MOSFET 数据表中)。然后我计算R适当的阻尼比、上升时间和过冲的值。

当有多个 MOSFET 并联时,这些步骤是否会改变。我可以通过不为每个 mosfet 使用单独的栅极电阻来简化电路,还是建议为每个 mosfet 使用单独的栅极电阻?如果是,我可以C将每个mosfet的栅极电容之和作为吗?

示意图

模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图

特别是,我的目标是驱动一个由TK39N60XS1F-ND制成的 H 桥。每个分支将有两个并联的 mosfet(总共 8 个 mosfet)。mosfet 驱动器部分由两个UCC21225A组成。工作频率将在 50kHz 和 100kHz 之间。负载将是电感为 31.83mH 或更大的变压器的初级。

3个回答

取决于,这取决于您的真实电路而不是您的预期电路

示意图

模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图

您的实际放置将产生类似这样的东西(会有一些其他的杂散电感,但现在就可以了)。

如果您在对门充电/放电时考虑电流,它将是

  1. MOSFET驱动器
  2. 栅极电阻
  3. 通往 MOSFET 的分离路径
  4. 通过每个 MOSFET 源极
  5. 在共同参考处重组
  6. 通过一些路径返回到 MOSFET 驱动器

此循环是您需要保持平衡并在理想情况下最小化的循环。想象一下,如果由于布局/跟踪/布线不佳,右侧 FET 的源极在栅极和/或源极上的电感是 10 倍,它的开关速度会变慢,这意味着左侧 FET 将经历更多的瞬态响应。

在大功率器件中,他们在每个芯片上使用一个小的单独栅极电阻器,然后将所有器件并联起来,但它们保持布局非常紧凑,并且同样地,它们可以控制非常匹配器件的 MOSEFET/IGBT 批量特性。如果你不能这样做,那么最好有一个单独的栅极电阻。

在此处输入图像描述

共用基板上的并联 IGBT 裸片

单独的栅极电阻器的好处是,如果您需要根据其他观察调整一条腿的响应,您可以

由于 VGS(TH) 的变化,不建议共用一个电阻。使用单独的电阻器,FET 的开关将更加并发。

电阻器很便宜,所以我会说它不值得,但故障不会立即发生。如果两个 FET 具有相同的 Vgs,则通过 Rg 的峰值电流将加倍,这是电阻器不擅长的脉冲电流。

FET 的 Vgs 可能非常随机。如果 FET 具有不同的 Vgs,那么它们会以略微不同的电压开启,因此一个 FET 会减缓电压上升,同时吸收足够的电流以完全开启,然后电压再次开始上升,另一个 FET 将开启。首先打开的设备将在另一个设备打开之前自行导通。

请记住在电路中留出大量空间,因为 FET 上的电流共享不会完美。也不要依赖 FET 二极管,因为二极管共享电流非常可怕。