为什么我的 IRL540 关机缓慢?

电器工程 场效应管 交换
2022-01-16 03:36:09

我正在尝试用 IRL540 从 5V 微型切换 12V。现在我在 12V 和漏极之间有一个 1k 电阻,源极到地,栅极上有一个 100kHz 5V 方波。这就是整个电路,这只是为了验证切换。

范围捕获

如果我走得比这快,在我打开 FET 并再次将其拉低之前,它甚至开始没有达到 12V。

在此处输入图像描述

正如我们从捕获中看到的那样,上升时间有相当大的滞后,我怀疑电荷需要返回到 FET 的漏极。但真的需要这么长时间吗?它至少比数据表中指定的长一个数量级(假设 Vdd 为 50V,但这似乎很慢)。我的方波看起来不错。我能做些什么来解决这个问题?

2个回答

IRL540 在漏极和源极之间有一个寄生电容,因此,当您“关闭”MOSFET 时,该电容(COSS) 需要时间通过 1 kohm 漏极上拉电阻充电。为了增加一点痛苦/复杂性,COSS变化与VDS根据这张图: -

在此处输入图像描述

因此,当您最初关闭栅极电压时(VGS),VDS开始于 0 伏和COSS约为 2200 pF - RC 时间常数为 2.2 μs(1 kohm 上拉),因此输出最初上升相对缓慢。作为VDS上升到(比如说)3伏,COSS下降到 1400 pF 左右,事情开始加速,但是,当从电阻器为电容器充电时,这是一个收益递减规律,尽管COSS下降到约 800 pF 时VDS是 10 伏特,仍然涉及几微秒的总时间段。

如果您使用 100 欧姆负载,您会看到COSS充电更快。

虽然CISS(栅极电容)是大约两倍的值COSS,我怀疑您的栅极驱动阻抗不超过 50 欧姆,因此,CISS不是一个重要的问题。它的效果将比 1 kohm 漏极电阻小十倍,并且COSS.

你的微输出必须提供栅极电荷,所以它的行为可能像一个 100 欧姆电阻,并且 30-40mA 流动,所以 64nC(最大值)需要 1.8 微秒。

如果您希望它以 100kHz 快速切换,您将需要一个能够提供更大峰值电流的栅极驱动器。有许多可用的栅极驱动器芯片,或者您可以使用几个 BJT 来降低性能但降低成本。