Почему скорость включения MOSFET связана со временем обратного восстановления диода

Вот цитата из раздела 3.4 «Схемы повышения скорости» в « Основах схем управления затвором MOSFET и IGBT », написанного Texas Instruments:

Когда упоминаются схемы повышения скорости, разработчики рассматривают исключительно схемы, ускоряющие процесс выключения полевого МОП-транзистора. Причина в том, что скорость включения обычно ограничивается скоростью выключения или обратного восстановления выпрямительного компонента в источнике питания. [...] самое быстрое переключение определяется характеристикой обратного восстановления диода, а не мощностью схемы управления затвором. В оптимальной конструкции скорость привода затвора при включении соответствует характеристике переключения диода.

В документе рассматривается следующая модель:

Упрощенная модель индуктивного переключения с зажимами из документа Texas Instruments

Источник изображения: Упрощенная модель индуктивного переключения с зажимами — рисунок 3 из « Основы схем управления затвором MOSFET и IGBT от Texas Instruments »

В начале MOSFET выключен, поэтому Id равен нулю, а Vds равно Vout плюс прямое напряжение диода. Vdrive равен Vdrive_low.

Теперь шаг Vdrv к Vdrive_high. Поскольку Ciss (Cgs + Cgd) ранее был разряжен, напряжение на Cgs начинает заряжаться, Cgd также заряжается, поскольку Vgs увеличивается, а Vds зажимается. В определенное время Vgs увеличивается до Vthreshold. Id начинает линейно увеличиваться с Vgs (линейная область). Поскольку Idc является постоянным, ток через диод равен Idc-id (id равен току через MOSFET). Сисс по-прежнему обвиняют. В какой-то момент Id становится равным Idc, и диод перестает проводить ток, и Vds теперь не зажат. В этот момент происходит обратное время восстановления диода. Когда Vds уменьшается, Cgd должен заряжаться, это плато Миллера… Я кратко описал процессы, но если вам интересно, вы можете найти дополнительную информацию, прочитав « Основы схем управления затвором MOSFET и IGBT».", написанный Texas Instruments.

Мой вопрос: почему скорость включения связана со временем обратного восстановления диода?

Ответы (1)

Мой вопрос: почему скорость включения связана со временем обратного восстановления диода?

Это не так. Они говорят следующее: обычно полевой транзистор может включаться быстрее, чем выключается диод, однако это приводит к тому, что и полевой транзистор, и диод включаются одновременно, т. е. возникает перекрестная проводимость и увеличиваются потери. Поэтому более эффективно переключать полевой транзистор немного медленнее, чтобы убедиться, что он включается сразу после выключения диода.

Поэтому лучше было бы сказать: «Оптимальное время включения полевого МОП-транзистора для максимальной эффективности связано со временем восстановления диода». Это не характеристика полевого транзистора, это выбор конструкции.