개요

MOSFET은 일반적인 전압형 제어 소자로, 빠른 스위칭 속도, 고주파 성능, 높은 입력 임피던스, 낮은 잡음, 낮은 구동 전력, 넓은 동적 범위, 넓은 안전 작업 영역(SOA) 등 다양한 장점을 가지고 있습니다. 따라서 스위칭 전원 공급 장치, 모터 제어, 전동 공구 등 다양한 산업 분야에서 널리 사용됩니다. MOSFET 자체의 약점인 회로 설계가 부적절하면 소자 또는 시스템 고장으로 쉽게 이어질 수 있습니다. 따라서 이 글에서는 게이트의 일반적인 회로를 정리하여 참고 및 논의할 수 있도록 하겠으며, 여러분의 의견을 자유롭게 제시해 주시기 바랍니다.

MOSFET 게이트 회로의 일반적인 기능은 다음과 같습니다.

1. 회로에 결합된 노이즈를 제거하고 시스템의 신뢰성을 향상시킵니다.

2. MOSFET의 전도를 가속화하고 전도 손실을 줄입니다.

3. MOSFET의 턴오프를 가속화하고 턴오프 손실을 줄입니다.

4. MOSFET의 di/dt를 낮추어 MOSFET DI/DT를 보호하고 EMI 간섭을 억제합니다.

5, 비정상적인 고전압에서 그리드 파손을 방지하기 위해 그리드를 보호하십시오.

6. 구동 능력을 향상시켜, MOSFET을 작은 신호로도 구동할 수 있습니다.

이상이 제가 생각하는 게이트 회로의 기능입니다. 귀하의 생각을 추가해 주셔서 감사합니다. 토론을 위해 해당 회로를 게시하겠습니다. 위는 제가 생각할 수 있는 게이트 회로의 기능입니다. 귀하의 생각을 추가해 주셔서 감사합니다. 토론을 위해 해당 회로를 게시하겠습니다.

먼저, 전력 IC의 직접 구동에 대해 알아보겠습니다. 아래 그림은 가장 일반적으로 사용되는 직접 구동 모드입니다. 이 모드에서는 구동 회로에 많은 연산을 하지 않으므로 PCB 레이아웃을 최적화하기 위해 최선을 다해야 합니다. 예를 들어, IC에서 MOSFET 게이트까지의 배선 길이를 줄이고, 배선 폭을 늘리고, Rg를 MOSFET 게이트에서 최대한 멀리 배치하여 기생 인덕턴스를 줄이고 노이즈를 제거하는 것이 좋습니다.

먼저, 전력 IC의 직접 구동에 대해 알아보겠습니다. 아래 그림은 가장 일반적으로 사용되는 직접 구동 모드입니다. 이 모드에서는 구동 회로에 많은 연산을 하지 않으므로 PCB 레이아웃을 최적화하기 위해 최선을 다해야 합니다. 예를 들어, IC에서 MOSFET 게이트까지의 배선 길이를 줄이고, 배선 폭을 늘리고, Rg를 MOSFET 게이트에서 최대한 멀리 배치하여 기생 인덕턴스를 줄이고 노이즈를 제거하는 것이 좋습니다.

물론 고려해야 할 또 다른 문제는 PWM 컨트롤러의 구동 능력입니다. MOSFET이 크면 IC의 구동 능력이 작아져 구동 속도가 너무 느리거나, 스위칭 손실이 너무 크거나, 심지어 구동이 불가능해지는 등의 문제가 발생할 수 있습니다. 설계 시 이 점을 고려해야 합니다.

물론 IC의 내부 구동 능력이 부족한 문제를 해결하기 위해 다음과 같은 방법을 사용할 수도 있습니다.

이러한 구동 성능 향상 방식은 온 타임(on time)을 증가시킬 뿐만 아니라 오프 타임(off time)도 단축시키며, 동시에 버(burr)와 전력 손실을 제어하는 데 일정한 효과를 발휘합니다. 물론, 레이아웃에서 이 두 개의 튜브를 MOSFET 게이트 근처에 배치하는 것이 좋습니다. 이렇게 하면 기생 인덕턴스를 줄이고 회로의 간섭 방지 성능을 향상시킬 수 있습니다.

MOSFET의 턴오프 속도만 높이고 싶다면 다음과 같은 방법을 사용하면 됩니다.

턴오프 전류가 크면 MOSFET 입력 커패시터의 방전 속도가 빨라져 턴오프 손실을 줄일 수 있습니다. 높은 방전 전류를 얻으려면 출력 임피던스가 낮은 MOSFET이나 N채널 차단 기능을 갖춘 음전압 소자를 선택해야 하는데, 가장 일반적으로 사용되는 방법은 가속 다이오드를 추가하는 것입니다.

게이트가 꺼지면 저항에 흐르는 전류로 인한 전압 강하가 켜졌을 때 다이오드의 전압 강하보다 커지므로, 다이오드가 켜지면서 저항을 우회하게 됩니다. 켜진 후에는 전류가 감소함에 따라 회로에서 다이오드의 역할이 점점 작아지고, 이는 MOSFET의 꺼짐 지연 시간을 크게 단축시킵니다.

물론 이 회로에는 특정 단점이 있습니다. 즉, 게이트의 전류가 여전히 IC 내부의 출력 구동 임피던스를 통과해야 한다는 것입니다. 이 문제를 해결하기 위해 무엇을 할 수 있습니까?

PNP 가속 종료 드라이브 회로에 대해 이야기해 보겠습니다.

다음 PNP 가속 차단 회로에 대해 이야기해 보겠습니다.

PNP 턴오프 회로는 현재 가장 널리 사용되는 회로로, 가속 다이오드의 작용으로 게이트-소스 간 순간적인 단락 회로를 구현하여 최단 방전 시간을 달성할 수 있습니다. 다이오드를 추가하는 이유는 한편으로는 다이오드의 베이스를 보호하고, 다른 한편으로는 전도 전류에 대한 회로 및 바이어스를 제공하기 위한 것입니다. 이 회로의 장점은 푸시풀 효과를 거의 구현할 수 있고 가속 효과가 명확하다는 것입니다. 단점은 게이트가 두 개의 PN 섹션을 통과하기 때문에 실제로 0V에 도달할 수 없다는 것입니다.

소스 출력이 고전압인 경우 회로 작동의 목적을 달성하기 위해 바이어스 회로를 사용해야 합니다. 즉, 소스를 기준점으로 하는 바이어스 회로를 설정하고 구동 전압은 두 전압 사이에서 변동하며 구동 전압의 편차는 다음 그림과 같이 낮은 전압에 의해 제공됩니다.

물론 이 사진에는 뭔가 문제가 있습니다. 어떤 영웅이 그것을 볼 수 있는지 궁금합니다.

사실 문제는 "구동 전원"을 정지하고, MOS의 소스를 "접지"해야 한다는 것입니다(모두에게 감동을 주기 위해).

이것이 올바른 그림입니다. 참고용:

안전 절연 요건을 충족하거나 고출력 플로팅 게이트 구동을 제공하기 위해 변압기 구동이 자주 사용됩니다. 이 구동 장치는 구동 제어를 MOSFET으로부터 분리하며, 아래 그림과 같이 저전압 및 고전압 회로에 적용할 수 있습니다.

직설적으로 말하면 변압기 드라이브는 절연 드라이브입니다. 물론 지금은 이를 해결하기 위한 특수 드라이버 IC가 있지만 트랜스포머 드라이브에는 고유한 특성이 있어 많은 사람들이 항상 이를 사용하도록 고집하게 됩니다.

그림에서 커플링 커패시터의 기능은 자화된 자기 코어에 재설정 전압을 제공하는 것입니다. 이 커패시터가 없으면 자기 포화가 발생합니다.

커패시터와 직렬로 연결된 저항의 기능은 듀티 사이클의 급격한 변화로 인해 LC 발진이 발생하는 것을 방지하는 것이므로 이를 완화하기 위해 이 저항을 추가합니다.

다음 실제 부트스트랩 인버터 다이어그램은 참조용입니다.

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