要約

MOSFETは一般的な電圧型制御デバイスであり、スイッチング速度の高速化、高周波特性、高入力インピーダンス、低ノイズ、低駆動電力、広いダイナミックレンジ、広い安全動作領域（SOA）など、数々の利点を備えています。そのため、スイッチング電源、モーター制御、電動工具などの業界で広く使用されています。 MOSFET自体の弱点であるゲート回路は、回路設計が不適切だとデバイスやシステムの故障に繋がりやすいため、本稿ではゲート回路の一般的な例を整理し、皆様の参考と議論の場として活用させていただきます。皆様のご意見もぜひお聞かせください。

MOSFET ゲート回路の一般的な機能は次のとおりです。

1、回路に混入するノイズを除去し、システムの信頼性を向上します。

2、MOSFETの伝導を加速し、伝導損失を低減します。

3、MOSFETのターンオフを高速化し、ターンオフ損失を削減します。

4、MOSFET の di/dt を低減し、MOSFET DI/DT を保護して EMI 干渉を抑制します。

5、異常な高電圧下でのグリッドの故障を防ぐためにグリッドを保護します。

6、駆動能力が向上し、小信号でもMOSFETを駆動できるようになりました。

以上が私が思いつくゲート回路の役割です。あなたの考えを追加することを歓迎します。あなたの議論のために対応する回路を投稿します。上記は、私が考えることができるゲート回路の機能です。ご意見の追加を歓迎します。議論のために対応する回路を投稿します。

まず、パワーICの直接駆動についてご説明します。下図は、当社で最も一般的に使用される直接駆動モードです。このモードでは、駆動回路にあまり加工が施されていないため、PCBレイアウトを最適化するよう努める必要があります。例えば、ICからMOSFETゲートまでの配線長を短くし、配線幅を広くし、RgをMOSFETゲートからできるだけ離して配置することで、寄生インダクタンスを低減し、ノイズを除去します。

まず、パワーICの直接駆動についてご説明します。下図は、当社で最も一般的に使用される直接駆動モードです。このモードでは、駆動回路にあまり加工が施されていないため、PCBレイアウトを最適化するよう努める必要があります。例えば、ICからMOSFETゲートまでの配線長を短くし、配線幅を広くし、RgをMOSFETゲートからできるだけ離して配置することで、寄生インダクタンスを低減し、ノイズを除去します。

もちろん、PWMコントローラの駆動能力も考慮する必要があります。MOSFETが大きいとICの駆動能力が小さくなり、駆動速度が遅すぎる、スイッチング損失が大きすぎる、あるいは駆動不能になるといった問題が発生します。設計時にはこの点にも注意が必要です。

もちろん、IC 内部の駆動能力不足の問題を解決するには、次のような方法もあります。

この駆動能力向上方法は、オンタイムの延長だけでなく、オフタイムの高速化にもつながり、同時にバリや電力損失の抑制にも一定の効果があります。もちろん、レイアウト設計においては、これらの2本のチューブをMOSFETのゲート付近に配置するよう最善を尽くすべきです。これにより、寄生インダクタンスが低減し、回路の耐干渉性能が向上するという利点があります。

MOSFET のターンオフ速度のみを上げたい場合は、次の方法で行うことができます。

ターンオフ電流が大きい場合、MOSFET入力コンデンサの放電速度を速くすることで、ターンオフ損失を低減できます。高い放電電流を得るには、出力インピーダンスの低いMOSFET、またはNチャネルカットオフの負電圧デバイスを選択します。最も一般的な方法は、加速ダイオードを追加することです。

ゲートがオフになると、抵抗器に流れる電流によって生じる電圧降下は、ダイオードがオンになったときの電圧降下よりも大きくなります。その後、ダイオードがオンになり、抵抗器をバイパスします。オン後、電流が減少するにつれて、回路におけるダイオードの役割は徐々に小さくなり、MOSFETのオフまでの遅延時間が大幅に短縮されます。

もちろん、この回路には一定の欠点があります。つまり、ゲートの電流は依然として IC 内部の出力駆動インピーダンスを通過する必要があるということです。この問題を解決するにはどうすればよいでしょうか?

PNP 加速シャットダウン駆動回路について話しましょう。

次の PNP 加速シャットダウン回路について説明します。

PNPターンオフ回路は現在最も広く使用されている回路であり、加速ダイオードの作用によりゲート‐ソース間を瞬時に短絡させ、放電時間を最短にすることができます。ダイオードを追加する理由は、一方ではダイオードのベースを保護するため、他方では伝導電流のための回路とバイアスを提供するためです。この回路の利点は、プッシュプル効果を近似的に実現でき、加速効果が顕著であることです。欠点は、ゲートが0つのPNセクションを通過するため、実際にはXNUMXボルトに到達できないことです。

ソース出力が高電圧の場合、回路動作の目的を達成するためにバイアス回路を使用する必要があります。つまり、ソースを基準点としてバイアス回路を設定し、駆動電圧が2つの電圧の間で変動し、次の図に示すように、駆動電圧の偏差は低電圧によって提供されます。

もちろん、この写真には何か問題があります。英雄はそれを見ることができるのだろうか？

実は問題は「駆動電源」を停止し、MOSのソースを「接地」する必要があることです（みんなを感動させるため）

これが正しい図面です。ご参考に：

安全絶縁の要件を満たすため、またはハイエンドのフローティングゲート駆動を実現するために、トランス駆動がよく用いられます。この駆動方式は、駆動制御をMOSFETから分離し、低電圧回路と高電圧回路の両方に適用できます（下図参照）。

トランス駆動は端的に言えば絶縁駆動です。もちろん、それを解決するための特別なドライバーICがありますが、トランス駆動には独自の特性があり、多くの人が常にそれを使用することに固執します。

図の結合コンデンサの機能は、磁化された磁気コアにリセット電圧を提供することです。このコンデンサがないと磁気飽和が発生します。

コンデンサと直列に接続された抵抗の役割は、デューティ サイクルの急激な変化による LC 発振の発生を防ぐことです。この抵抗を緩和するために追加されています。

次の実際のブートストラップ インバータ図は参考用です。

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