Управление MOSFET с отрицательным напряжением затвора в закрытом состоянии

На практике я знаю, что переключатели Mosfet управляются от 0 В до любого положительного напряжения затвора (например, 0–15 В). Я использую пару МОП-транзисторов (PMOS и NMOS) для переключения токов 10 А в импульсах, и в техническом описании полевого МОП-транзистора указано, что и PMOS, и NMOS могут управляться максимальным напряжением затвора +20 В / -20 В.

Какое влияние окажет использование отрицательного напряжения для отключения MOSFET на производительность моей схемы? Кроме увеличенного времени включения MOSFET-переключателей (поскольку мне нужно больше заряда, чтобы включить MOSFET, нагруженный отрицательным зарядом)?

Ответы (1)

Использование отрицательного напряжения увеличит время задержки включения, а не фактическое время нарастания включения. Это уменьшит время задержки выключения, поскольку будет более высокая разность напряжений, чтобы снизить напряжение затвора ниже порогового значения.

Рассмотрим 2n7002: Cgs = 4,5e-11 Ф, рассматриваемый как классическая емкость с резистором затвора 100 Ом:

введите описание изображения здесь

введите описание изображения здесь

Время достижения порога строба для включения больше, НО быстрее для выключения.

Преимущества заключаются в повышении устойчивости к паразитному включению из-за конденсатора Миллера во время переходных процессов переключения. Подумайте об этом так: переключение полевого транзистора — это перемещение заряда на затвор-исток и выключение. Теперь это может произойти из-за вашего привода затвора, но это также может произойти из-за паразитного.

Если учесть Q = CV и Δ В составляет 2,5 В для привода 0:15 В и 17,5 В для привода -15:15 В, видно, что биполярный драйвер более устойчив к инжекции заряда, будь то из-за плохой конструкции привода затвора (низкий уровень возбуждения, высокий импеданс) , плохая компоновка или приложения высокой мощности/высокой скорости.

Рассмотрим модель полевого транзистора с малой сигнальной емкостью и рассмотрим привод затвора 0 В с резистором затвора 1 кОм.введите описание изображения здесь

Очень высокий резистор затвора и очень резкое возмущение питания, чтобы подчеркнуть суть

введите описание изображения здесьС затвором 0:15 В имеется достаточный заряд, чтобы потенциально довести напряжение затвор-исток одного или обоих полевых транзисторов до его порогового напряжения.

введите описание изображения здесьС приводом -15:15 В связь все еще возникает, НО теперь напряжение затвора не увеличивается настолько, чтобы потенциально начать проводимость.

Большое спасибо за такой подробный ответ Джон. Привет.