MOSFET-Treiber ohne Gate-Widerstand

Bei der Recherche nach MOSFET-Gate-Treibern bin ich auf den MIC4605-2 von Microchip und sein Evaluierungsboard gestoßen:

Evaluierungsboard MIC4605: 85-V-Halbbrücken-MOSFET-Treiber mit adaptiver Totzeit und Durchschussschutz

Das Evaluierungsboard hat keine Gate-Widerstände für die MOSFETS:

Evaluierungsboard MIC4605 von Microchip

Tatsächlich heißt es im Datenblatt für den MIC4605-2:

"Ein externer Widerstand zwischen dem LO-Ausgang und dem MOSFET kann die Leistung der LO-Pin-Überwachungsschaltung beeinträchtigen und wird nicht empfohlen."

Da dieser Gate-Treiber über eine adaptive Totzeit verfügt und somit das Gate des MOSFET überwacht, um festzustellen, wann es vollständig ausgeschaltet ist, verhindert ein Gate-Widerstand eine ordnungsgemäße Erfassung des tatsächlichen Gates.

So wie ich es verstehe, wirkt das Gate eines MOSFET wie ein Kondensator. Bei t(0) wirkt jeder Kondensator wie ein Kurzschluss. Ohne einen Gate-Widerstand begrenzt nur der Ausgangswiderstand des Gate-Treibers den Strom, der angeblich niedrig ist, sonst wäre er kein guter Treiber. Mein Gedanke ist, dass dies zu Stromspitzen führen sollte, die den maximalen Spitzenstrom des Treibers von 1 A leicht überschreiten und den Chip beschädigen, aber das Evaluierungsboard zeigt, dass dies nicht der Fall ist. Was übersehe ich?

Der Strom kann intern begrenzt sein. Ich würde dort einen 0-Ohm-Widerstand für zukünftige Experimente platzieren.

Antworten (2)

Der Chip gibt den "typischen" LO-Ausgangsstrom mit 1A an, kein absolutes Maximum. Dieser Strom wird durch seinen internen Ausgangswiderstand begrenzt, da es gemäß dem Diagramm der Ausgangsstufe im Datenblatt keine Begrenzungsschaltung zu geben scheint. Es kann jedoch nicht kontinuierlich 1A (oder mehr) liefern - das kann es nur für kurze Impulse. Wenn Sie also nur seinen Ausgang gegen Masse kurzschließen, stirbt er.

MOSFETs wie die in der Ausgangsstufe des MIC4605 können kurzzeitig große Stromimpulse verarbeiten, indem sie einfach die durch den Impuls erzeugte Wärme in ihrer thermischen Masse absorbieren. Es ist nicht Strom, der einen FET tötet, sondern Überhitzung. Wenn der Impuls kurz genug ist, erwärmt sich der FET nicht stark und überlebt daher gut.

Schauen Sie sich zum Beispiel das Datenblatt des IRLML2803 MOSFET an. Auf Seite 4, unten rechts, befindet sich ein Diagramm, das den maximalen sicheren Betriebsbereich (SOA) des Geräts zeigt. Es wird einen Impuls von 7 A bei 20 V gut überstehen, solange er nur 10 Mikrosekunden lang ist. Das sind 140 W, die in einem SOT-23-Gerät verbraucht werden. Der FET kann diese Wärme nicht loswerden, sondern absorbiert sie stattdessen in seiner thermischen Masse und erwärmt sich ein wenig. Solange es dadurch nicht heißer als seine maximale Sperrschichttemperatur wird, wird kein Schaden angerichtet.

Die Gate-Kapazität eines FET ist KEIN idealer Kondensator. Das Poly (die meisten modernen Prozesse verwenden Poly-Gates) hat einen gewissen Widerstand; Verschiedene Fabs haben ihre eigenen geheimen Saucen. Der Apps Engineer hat wahrscheinlich keinen Zugriff auf Fab-Details.

Aber selbst wenn die Gate-Struktur einen NULL-Widerstand hat, hat die andere "Platte" dieses Parallelplattenkondensators viel Widerstand, weil diese andere Platte das Hauptmaterial zwischen Source und Drain ist; Anfangs leiten die S & D nicht mit dem noch nicht geformten Kanal, und der Widerstand dieser anderen Platte umfasst das gesamte Bulk-Material und alle Bulk-Tie-Widerstände (bei einigen Prozessen auch Well-Tie genannt).

MOSFET-Treiber ohne Gate-Widerstand
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