Berechnete vs. gemessene MOSFET-Schaltzeiten

Ich evaluiere derzeit mehrere Leistungs-MOSFETs und betrachte ihre Ein- und Ausschaltzeiten.

Meine Tests haben einige verschiedene Gate-Treiber verwendet, aber der Großteil meiner Tests findet mit dem ST Micro L6491 Gate-Treiber-IC statt.

Der MOSFET, mit dem ich in meinem Projekt fortfahren möchte, ist der Nexperia PSMNR90-40SSH .

Unter Bezugnahme auf das Vishay-Dokument AN608A und die folgenden Parameter aus dem PSMNR90-40SSH-Datenblatt habe ich die folgenden Ein- und Ausschaltzeiten berechnet.

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Nachdem Sie eine Testschaltung mit einem 24-Ohm-Gate-Widerstand eingerichtet haben, sind die folgenden Abbildungen des Oszilloskops für das vollständige Ein- und Ausschalten dieses MOSFET. Diese Messungen gehen davon aus, dass das Einschalten 10 % Vgs bis 10 % Vds und das Ausschalten 90 % Vgs bis 90 % Vds beträgt. Die Last in der Testschaltung ist ein 3 Ohm Dickschichtwiderstand.

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Einschalten = 452 ns Ausschalten = 636 ns

Ich habe ungefähr ein Dutzend Messreihen mit verschiedenen Gate-Widerstandswerten und mit drei anderen MOSFETs durchgeführt. Alle meine Messungen sind Werte, die die berechneten Schätzungen weit übersteigen.

Ich habe ein SPICE-Modell für den PSMNR90-40SSH gefunden und die Testschaltung in NI Multisim modelliert. Die Messungen für Ein- und Ausschalten waren:

Einschalten = 180 ns Ausschalten = 438 ns

Wie berücksichtige ich die Diskrepanz zwischen berechneten Zeiten und gemessenen Werten? Wie schätzen andere Leute genaue Schaltzeiten ein? Gibt es Überlegungen, die ich anstellen sollte, die ich möglicherweise übersehen habe?

Layout-Parasiten wie zum Beispiel Source- und Gate-Induktivität können einen großen Einfluss auf die Schaltzeiten haben.
Sie sollten für dieses BW keinen x1-Tastkopf verwenden. Verwenden Sie einen gepufferten FET-Tastkopf oder einen passiven 10x-Tastkopf, bei dem die Spiralfeder und die Tastkopfspitze und der Erdungsclip entfernt sind. dann kalibrieren. Auch das Layout spielt eine Rolle.
Können Sie erläutern, warum die Sondenspitze wichtig ist? Ich stimme zu, dass das Layout einen Unterschied macht, aber um wie viel?
Es ist die Erdleitungsinduktivität, die Probleme verursachen kann. 8 nH / cm oder so mit Koaxialkapazität können in Resonanz treten. Hast du kurzes Koaxialkabel 1:1 dann 30 pF /ft verwendet
Das lange Plateau in Turn ON sagt mir, dass 24 Ohm weniger optimal sind als 5 Ohm, aber das haben sie verwendet. Die Massekopplung fügt auch Kapazität hinzu, verringert jedoch die Impedanz
Ich verwende die Sonden, die mit dem Oszilloskop geliefert wurden. Ich werde auf 10x umsteigen und sehen, welchen Unterschied es macht ... Ich vermute, es wird die Schaltung nicht so stark belasten wie das 1x.
Stellen Sie 2 Teststifte mit einem Widerstandsdraht her, lehnen Sie dann die freiliegende Spitze und den Ring von der 10: 1-Sonde für genaue Hochgeschwindigkeitsmessungen mit niedriger Induktivität ab, und kaufen Sie dann die Federsonde mit Erdschleife
Zeichnen Sie auch die Vgs auf, um die Anstiegszeit zu überprüfen
Sobald Sie das Sonden-Zeug aussortiert haben, wäre es cool, die Sonden- und Layout-Parasiten zu Ihrer SPICE/Multisim-Simulation hinzuzufügen und zu sehen, wie nah Sie an Ihre gemessenen Werte herankommen.
Bitte Schaltplan und Foto der Verkabelung zeigen.
@TonyStewartEE75.... Ich habe gerade bemerkt, dass du in der Nachbarschaft bist! Könnten Sie erläutern / erläutern, was Sie mit "2 Teststifte mit einem Widerstandsdraht herstellen ..." gemeint haben?
Klar, Mike, lade mich ein, beim Testen zu helfen. Es war eine Möglichkeit, einfache Testpunkte mit entferntem Spitzen- und Erdungsband für niedrige ESL-Prüfungen herzustellen. Der Widerstandsdraht ist aus Stahl, daher ist er steif und lässt sich leicht auf Platinen zum Debuggen hinzufügen, z. Oder verwenden Sie die Sondenfeder auf Pad-Paaren electronic.stackexchange.com/questions/431844/…

Antworten (1)

Nachdem ich Kabel mit größerem Durchmesser vom Treiber zum Gate gekürzt und verwendet und vor allem meine Sondierungstechnik geändert hatte (x10, verkürzter Massepfad), konnte ich eine Zeit erzielen, die meiner berechneten Schätzung besser entsprach (~ 160 ns mit einem Gate-Widerstand von 24 Ohm). Sondenboden war viel zu lang; Ich befestigte meinen Boden an einem geeigneteren Ort.

Unten ist die Wellenform, die die Einschaltzeit für diesen MOSFET mit 24 Ohm zeigt.

Oszilloskop-Screenshot

Zusammenfassend macht das Layout und die richtige Sondierungstechnik einen großen Unterschied.

Die Induktivität beträgt etwa 10 nH / cm, hängt jedoch vom w / l-Verhältnis ab.
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