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一文了解MOS管的寄生参数及其驱动电路

2019-02-11 10:22 来源:互联网 编辑:Angelina

我们在应用MOS管和设计MOS管驱动的时候,有很多寄生参数,其中最影响MOS管开关性能的是源边感抗。寄生的源边感抗主要有两种来源,第一个就是晶圆DIE和封装之间的Bonding线的感抗,另外一个就是源边引脚到地的PCB走线的感抗(地是作为驱动电路的旁路电容和电源网络滤波网的返回路径)。在某些情况下,加入测量电流的小电阻也可能产生额外的感抗。

mos管是什么?

mos管是金属(metal)—氧化物(oxide)—半导体(semiconductor)场效应晶体管,或者称是金属—绝缘体(insulator)—半导体。MOS管的source和drain是可以对调的,他们都是在P型backgate中形成的N型区。在多数情况下,这个两个区是一样的,即使两端对调也不会影响器件的性能。这样的器件被认为是对称的。

双极型晶体管把输入端电流的微小变化放大后,在输出端输出N沟道mos管符号一个大的电流变化。双极型晶体管的增益就定义为输出输入电流之比(beta)。另一种晶体管,叫做场效应管(FET),把输入电压的变化转化为输出电流的变化。FET的增益等于它的transconductance, 定义为输出电流的变化和输入电压变化之比。市面上常有的一般为N沟道和P沟道,详情参考右侧图片(N沟道耗尽型MOS管)。而P沟道常见的为低压mos管。

一文了解MOS管的寄生参数及其驱动电路

场效应管通过投影P沟道mos管符号一个电场在一个绝缘层上来影响流过晶体管的电流。事实上没有电流流过这个绝缘体,所以FET管的GATE电流非常小。最普通的FET用一薄层二氧化硅来作为GATE极下的绝缘体。这种晶体管称为金属氧化物半导体(MOS)晶体管,或,金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)。因为MOS管更小更省电,所以他们已经在很多应用场合取代了双极型晶体管。

一文了解MOS管的寄生参数及其驱动电路

我们分析一下源边感抗带来的影响:

1.使得MOS管的开启延迟和关断延迟增加

由于存在源边电感,在开启和关段初期,电流的变化被拽了,使得充电和放电的时间变长了。同时源感抗和等效输入电容之间会发生谐振(这个谐振是由于驱动电压的快速变压形成的,也是我们在G端看到震荡尖峰的原因),我们加入的门电阻Rg和内部的栅极电阻Rm都会抑制这个震荡(震荡的Q值非常高)。

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