Comment puis-je ralentir le temps de commutation d'un MOSFET?

J'ai un NMOS qui passe trop vite pour mon application. Dans la porte, j'envoie une onde carrée de niveau logique (PWM). Malheureusement pour moi, comme prévu, la sortie est également une onde presque carrée.

Comment puis-je faire en sorte que le Vout soit plus trapézoïdal? Ou dit autrement, quelle est la modification la plus simple que je puisse faire pour diminuer le taux de balayage à la sortie?

Remarque: (Vin) est la tension appliquée à la grille du NMOS et (Vout) est la tension observée au drain du NMOS.

Le seul contrôle que vous avez sur la résistance du FET est la tension grille-source. Vous devez ralentir le changement de cette tension. La façon la plus courante de le faire est un filtre RC à la porte. Mettez une résistance entre votre source de lecteur et la porte de l'appareil, et la capacité parasite de la porte formera un filtre RC. Plus la résistance est grande, plus l'allumage et l'extinction sont lents.

Si la résistance devient trop grande, vous pouvez avoir des problèmes d'immunité au bruit (faux déclencheurs de porte et autres), donc au-delà d'une certaine valeur de résistance (peut-être dans la plage 10k-100k), vous feriez mieux d'ajouter une source de grille capacitive pour ralentir la commutation plus bas.

En règle générale, je mets toujours un filtre RC avec une résistance de rappel sur tous les FET. Cela permet de contrôler le temps de montée et offre une meilleure immunité au bruit.

^{simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab}

Gardez à l'esprit que chaque fois que votre FET ne passe pas complètement "en marche" ou "hors", il voit des pertes accrues. S'il est allumé, l'appareil a une très basse tension à travers lui. S'il est éteint, l'appareil n'a pas de courant à travers lui. De toute façon, faible perte. Mais si vous êtes entre les deux, l'appareil voit à la fois la tension et le courant, ce qui signifie que sa dissipation de puissance est beaucoup plus importante pendant cette période. Plus vous passez lentement, plus la perte augmente. À quel moment cela devient un problème dépend du FET, de la source et de la fréquence de commutation.

Pas assez de temps Miller? Il suffit de l'étendre.

Spehro a la bonne approche ici. Je vais monter ses queues de manteau et développer un peu l'idée, car c'est une si bonne idée pour ce genre de chose.

$C_{\text{dg}}$$g_{\text{fs}}$$C_{\text{dg}}$$C_{\text{fb}}$

$V_{\text{drv}}$$V_{\text{ds}}$$R_g$$R_L$$g_{\text{fs}}$$C_{\text{fb}}$$V_{\text{gs}}$$V_{\text{ds}}$$V_{\text{drv}}$

$-\frac{R_L}{s C_{\text{fb}} \left(g_{\text{fs}} R_g R_L+R_g+R_L\right)+1}$

$R_g$$R_L$$g_{\text{fs}}$$C_{\text{fb}}$

$R_g$$R_L$$V_{\text{drv-pk}}$$V_{\text{cc}}$$g_{\text{fs}}$

$V_{\text{ds}}$$V_{\text{drv-pk}}$

$C_{\text{fb}}$$C_{\text{fb}}$

Vous pouvez ajouter une résistance série à la grille. Cela est souvent fait pour ralentir les temps de montée / descente afin de réduire l'EMI ou d'éviter un dépassement excessif. Évidemment, cela augmente les pertes de commutation (mais pas les pertes de conduction), il y a donc un compromis. En plus de ralentir la commutation, cela ajoutera également un temps de retard, alors gardez cela à l'esprit s'il y a un risque de conduction croisée ou de problèmes similaires.

$C_{GS}$$C_{DG}$$C_{DG}$

Quelles sont les conditions de fonctionnement de votre MOSFET?

Lorsqu'il est utilisé comme commutateur, le MOSFET est la plupart du temps dans deux états:

• $V_{\text{ds}}$
• $V_{\text{ds}}$$I_{\text{d}} \times R_{\text{ds_on}}$$I_{\text{d}}$$R_{\text{ds_on}} \times I_{\text{d}}^2$

$V_{\text{ds}}$$I_{\text{d}} \times V_{\text{ds}}$

Si vous prévoyez, par conception, de mettre votre MOSFET plus longtemps dans ce troisième état, vous devez vous assurer que l'augmentation de la température de sa jonction ne le laissera pas dépasser la température maximale autorisée pour cette jonction. (trouvé dans la fiche technique) La réduction de la vitesse de balayage d'un MOSFET doit être soigneusement étudiée.

Je ne sais pas ce que tu conduis avec. S'il s'agit d'une LED et que vous souhaitez qu'elle devienne de plus en plus lumineuse, mais lentement, vous feriez mieux d'utiliser un PWM sur la grille de votre MOSFET et de l'utiliser toujours comme interrupteur. Si le PWM est très rapide, il ne sera pas perceptible à l'œil humain.

La même approche est également valable pour la conduite d'un moteur.