[НЕХ 4]

Aner, Вы чего такой злобный ?

Компенсация проходной ёмкости - это из RF-приложений и к теме имеет опосредованное отношение.

Для минимизации индуктивность цепи затвора необходимо уменьшать площадь контура драйвер-проводники-mosfet.

Индуктивность цепи истока всячески сопротивляется изменению тока при манипуляциях напряжения затвора вблизи порогового. Это приводит к росту потерь из-за более продолжительного пребывания ключа в линейном режиме.

есть ключи, в которых проблема всплывает чаще, например, старые COOLMOS -

напряжение на затворе и стоке (белым цветом без резистора в затворе, цветным - с резистором в 1 Ом) на fotkidepo.ru:

 

Изменено 2 апреля, 2013 пользователем НЕХ

[Aner 4]

.

Изменено 2 апреля, 2013 пользователем Aner

[Dmitry_Ternovsky 0]

Для минимизации индуктивность цепи затвора необходимо уменьшать площадь контура драйвер-проводники-mosfet.

Индуктивность цепи истока всячески сопротивляется изменению тока при манипуляциях напряжения затвора вблизи порогового. Это приводит к росту потерь из-за более продолжительного пребывания ключа в линейном режиме.

 

Уважаемый HEX, Вы абсолютн прав.

Читайте статьи Тогатов, Терновский "Коммутационные процессы в высокочастотных преобразователях", "Теория сверхбыстрого включения МОП-транзисторов","Теория сверхбыстрого вЫключения МОП-транзисторов", "UltraFast switching of Power MOSFETs", в которых мы рассматриваем процессы происходящие в момент включения (выключения) полевых транзисторов.

 

На приведенной HEX картинке можно наблюдать короткие импульсы тока стока - "ложное включение", что связано с колебательным процессом в цепи затвора и превышением напряжения на емкости затвор-исток выше порогового...

к сожалению, мы не можем видеть "чистое" напряжение на емкости затвор-исток, а все-равно смотрим наприяжение на цепочке емкость+индуктивность, отсюда может быть не четкое понимание ситуации.

В первом случае амплитуда больше, потому что выключение транзистора происходит быстрее, отсюда и больше выброс.

Кстати, заметьте, напряжение на затворе сначала спадает быстро, а потом медленно...быстрый спад - это время до достижения активного режима, дальше экспонента с постоянной S*Lистока

 

..есть ключи, в которых проблема всплывает чаще, например, старые COOLMOS ...

Интересно узнать (простите за оффтоп) про параметры транзисторов разных технологий.

Нет случаем хорошего материала, где сравниваются параметры МОП-транзисторов в зависимости от технологий их производтсва...или еще дальше - структура МОПов с концентрациями акцепторов, доноров, используемых материалов.

Хочется посчитать физические процессы происходящие в МОП-транзисторах, но мне не известна страктура современных приборов.

[НЕХ 4]

В первом случае амплитуда больше, потому что выключение транзистора происходит быстрее, отсюда и больше выброс.

Кстати, заметьте, напряжение на затворе сначала спадает быстро, а потом медленно...быстрый спад - это время до достижения активного режима, дальше экспонента с постоянной S*Lистока

 

Там разное количество вольт на клетку.

Действие индуктивности истока врядли видно - ток стока слишком мал.

Быстрый спад вызван легкостью переключения драйвера из-за индуктивности цепей затвора поначалу процесса.

Активный режим - отсутствует.

[Dmitry_Ternovsky 0]

Быстрый спад вызван легкостью переключения драйвера из-за индуктивности цепей затвора поначалу процесса.

Активный режим - отсутствует.

Тогда индуктивность затвора наоборот затянет процесс разряда емкости (в случае если Вы смотрите действительно на затворе транзистора, а не на выходе драйвера) или вообще все напряжение "поначалу процесса" будет падать на индуктивности.

Активный режим присутствует... и начинается он тогда, когда напряжение на емкости затвор-исток достигает уровня Uзи=Uпор+(Iнаг/S), где S - крутизна транзистора, а Iнаг-ток стока(ток нагрузки). В этот момент начинает действовать обратная связь по индуктивности истока и процесс затягивается (что видно на вашей осциллограмме). Механизм этого такой- как только напряжение на емокости затвор-исток достигает указанной выше величины начинается спад тока стока (и истока), при этом на индуктивности истока появляется напряжение препятвтвующее этому изменению.

При отсутсвии у вас резистора в цепи затвора добротность высока, и ничто не мешает току в индуктивности истока достичь величины тока нагрузки(т.е.стать равным току нагрузки, но течь в другую сторону - т.е. компенсировать ток нагрузки... и ток в истоке будет равен 0 или даже течь в другую сторону). При этом обратная связь обусловленная индуктивностью истока отсутствует и выключение транзистора происходит быстрее, но процесс то колебательный и транзистор снова включается. Если есть резистор - то напряжение на емкости затвор-исток не достигает порогового значения во время колебательного процесса и нет паразитного включения. Хотя собственно скорость процесса выключения определяется зарядом выходной емкости, а именно постоянной времени Rнаг*Cвых.

Влияние емкости Миллера и индуктивности затвора тоже учитывается без труда. Но эт уже другая история...

[НЕХ 4]

Напряжение показано непосредственно с выводов транзистора.

Транзистор на суперпереходах и у него врожденный нелинейный ёмкостный снаббер между стоком и истоком.

Картинка очень прозаическая. Ключ выключается и лишь затем будет меняться ток стока и напряжение сток-исток.

[Dmitry_Ternovsky 0]

Картинка очень прозаическая. Ключ выключается и лишь затем будет меняться ток стока и напряжение сток-исток.

"ключ выключается" и при этом ток транзистора, текущий через канал, не меняется - он равен нулю, потому что ток через канал течь не может - там нет носителей, наличие которых определяется ТОЛЬКО напряжением на емкости затвор-исток.

НО!!! остается ток заряда выходной емкости (емкости сток-исток), который не зависит от того какое напряжение на емкости затвор-исток...а определяется только сопротивлением в стоке и напряжением источника питания.

Можете проэкспериментировать с индуктивностью в стоке..доведите ток до 10А в индуктивности, а потом выключите транзистор...т.к. индуктивность представляет собой источник тока, то этим током 10А вы и будете заряжать выходную емкость и напряжение на стоке подскочит очень быстро.

[НЕХ 4]

Быстро - условное понятие.

У ключей STW88 выходная ёмкость начинается от 100000пФ при выключении.

А канал перекроется быстро, но незаметно.

Эти транзисторы имеют задержку выключения.

[Integrator1983 0]

НО!!! остается ток заряда выходной емкости (емкости сток-исток), который не зависит от того какое напряжение на емкости затвор-исток...а определяется только сопротивлением в стоке и напряжением источника питания.

 

Непонятно. Ic=C*dU/dt, где С=f(U). Как он определяется только сопротивлением в стоке и напряжением источника питания??? При этом следом Вы правильно пишите

индуктивность представляет собой источник тока, то этим током 10А вы и будете заряжать выходную емкость

[Dmitry_Ternovsky 0]

Быстро - условное понятие.

У ключей STW88 выходная ёмкость начинается от 100000пФ при выключении.

А канал перекроется быстро, но незаметно.

Эти транзисторы имеют задержку выключения.

Зная механизм Вы можете сформулировать понятие БЫСТРО для вашей конкретной задачи :)

 

Непонятно. Ic=C*dU/dt, где С=f(U). Как он определяется только сопротивлением в стоке и напряжением источника питания??? При этом следом Вы правильно пишите

Верно, величина емкости сток-исток - это функция напряжения сток-исток...но писать все факторы, участвующие в процессе выключения транзистора в одном посте - это проще написать статью в журнал :)

В данном случае я имею в виду эффективную выходную емкость.

Фактически же выходная емкость предствавляет из себя сумму емкостей сток-исток и сток-затвор...но в общих чертах механизм такой.

 

я имел в виду ток Ic в начальный момент времни... а далее изменяется по приведенной Вами формуле.

(в задаче описанной выше) при выключении транзистора, работающего на активную нагрузку R, скорость роста напряжения на выходной емкости будет определяться постоянной времени R*C...и время выключени = 4*R*C...так проще посчитать

[Aner 4]

Быстро - условное понятие.

У ключей STW88 выходная ёмкость начинается от 100000пФ при выключении.

А канал перекроется быстро, но незаметно.

Эти транзисторы имеют задержку выключения.

Уточните ка у каких такая выходная ёмкость и при каком напряжении?

STW88N65M5 у этих?

[Dmitry_Ternovsky 0]

Уточните ка у каких такая выходная ёмкость и при каком напряжении?

STW88N65M5 у этих?

Присоединяюсь к вопросу. Хотел поинтересоваться, да вылетело из головы.

не представляю на какой ток расчитан этот прибор, что он имеет такие площади полупроводниковой структуры и как следствие такие емкости. Киньте ссылку если не жалко :)

[Aner 4]

STW88N65M5 Datasheet на эти есть на сайте www.st.com

 

[AlexeyW 0]

Не факт. Приходилось управлять как-то веселым MOSFET'ом со входной емкостью порядка 20нФ и рабочим напряжением 800В в двухтактной схеме. При этом для всех вменяемых значений затворного резистора (пробовали в диапазоне 3.3-100 Ом) при открытии на затворе наблюдалась ВЧ-шерсть. Добавление бусины Spike Eater позволило решить эту проблему при Rзатвора от 10 Ом и выше (при этом время открытия возрастало, но незначительно).

Совершенно согласен с Вами (я поэтому и сказал "скорее приведет"). Конечно, зависит от конкретного случая. Бусина с поглощением в эквивалентной схеме представляется как индуктивность параллельно с сопротивлением (т.е. потери, затухание в контуре). Но характерная величина потерь, добротность, будет зависеть от емкости в цепи. Хотя, я признаю, что не имел дела с бусинами с большим затуханием, надо будет обновить познания :)

В случае малого затухания будет не только увеличение индуктивности, а еще сложные колебательные процессы,связанные с насыщением.

[НЕХ 4]

http://www.hpe.ee.ethz.ch/uploads/tx_ethpu..._PCIM_paper.pdf

В статье на рис.4 можно лицезреть энергию потерь выключения ключей.

На токах до 25 Ампер внутренняя емкость справляется.

Суперпереходы снимают необходимость внешнего емкостного снаббера в ZVS топологиях на умеренных токах.

CoolMOS - один из них.

 

А сам использовал бусинку в затворе как трансформатор для детектора времени переключения транзисторов в стойке.

 

На приведенной в начале страницы картинке любопытен момент - ложное приоткрытие ключа приводит к исчерпанию циркулирующей в цепи затвора энергии. Почему ?

Изменено 2 апреля, 2013 пользователем НЕХ