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【討論】限制MOSFET開關(guān)速度的因素

我們知道MOSFET的開關(guān)速度相對于三極管已經(jīng)有相當大的改善,可以達到數(shù)百K,甚至上M;但我們想想,當我們需要MOSFET有更高的開關(guān)速度,更小的損耗時,限制MOSFET的開關(guān)速度有哪些因素在作怪呢?

歡迎大家討論!

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2010-12-10 16:00

我先來說幾點:

1、MOSFET的G極驅(qū)動電阻引起的延時

2、PCB Layout引起的寄生電感影響驅(qū)動電流

3、MOSFET封裝本身引起的ESR與ESL

4、MOSFET的米勒效應(yīng)

5……

拋磚引玉,歡迎大家繼續(xù)補充。


關(guān)鍵詞:MOSFET

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2010-12-12 21:14
@心中有冰
我先來說幾點:1、MOSFET的G極驅(qū)動電阻引起的延時2、PCBLayout引起的寄生電感影響驅(qū)動電流3、MOSFET封裝本身引起的ESR與ESL4、MOSFET的米勒效應(yīng)5……拋磚引玉,歡迎大家繼續(xù)補充。關(guān)鍵詞:MOSFET
冰版是從內(nèi)部來考慮MOSFET的特性,說實話我還沒怎么關(guān)心這些,其實我們需要的是怎樣在一個固有的MOSFET上實現(xiàn)更好的速度。。我想聽聽驅(qū)動方面的考慮,謝謝。。。
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2010-12-12 21:15
@心中有冰
我先來說幾點:1、MOSFET的G極驅(qū)動電阻引起的延時2、PCBLayout引起的寄生電感影響驅(qū)動電流3、MOSFET封裝本身引起的ESR與ESL4、MOSFET的米勒效應(yīng)5……拋磚引玉,歡迎大家繼續(xù)補充。關(guān)鍵詞:MOSFET

俺補充一點,開關(guān)損耗

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映雪
LV.4
5
2010-12-12 21:49
@fly
俺補充一點,開關(guān)損耗

想聽想聽超想聽,剛剛還在看有關(guān)MOSFET的知識

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2010-12-12 22:15
@映雪
想聽想聽超想聽,剛剛還在看有關(guān)MOSFET的知識
不會吧,你也看這個??
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2010-12-12 22:18
@心中有冰
我先來說幾點:1、MOSFET的G極驅(qū)動電阻引起的延時2、PCBLayout引起的寄生電感影響驅(qū)動電流3、MOSFET封裝本身引起的ESR與ESL4、MOSFET的米勒效應(yīng)5……拋磚引玉,歡迎大家繼續(xù)補充。關(guān)鍵詞:MOSFET
以上列出的幾點已很給力,坐等冰版分析~
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水蜘蛛
LV.8
8
2010-12-12 22:55
你自己
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水蜘蛛
LV.8
9
2010-12-12 22:56
其它都是騙自己的理由。
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冰上鴨子
LV.10
10
2010-12-13 08:09
@水蜘蛛
其它都是騙自己的理由。

不理解  為什么是騙自己的理由?

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XXKGDY
LV.6
11
2010-12-13 10:15
@冰上鴨子
不理解 為什么是騙自己的理由?
坐好了,等待講課。
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godsent
LV.4
12
2010-12-13 11:12
@XXKGDY
坐好了,等待講課。

期待。。。

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hk2007
LV.8
13
2010-12-13 11:18
@fly
俺補充一點,開關(guān)損耗
EMI.開關(guān)速度過快,EMI比較難搞,要花較大的成本。
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jepsun
LV.9
14
2010-12-13 11:19
@心中有冰
我先來說幾點:1、MOSFET的G極驅(qū)動電阻引起的延時2、PCBLayout引起的寄生電感影響驅(qū)動電流3、MOSFET封裝本身引起的ESR與ESL4、MOSFET的米勒效應(yīng)5……拋磚引玉,歡迎大家繼續(xù)補充。關(guān)鍵詞:MOSFET

驅(qū)動的原因比較好理解。

對其寄生參數(shù)引起的,很有興趣~了解。

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水蜘蛛
LV.8
15
2010-12-13 11:39
@冰上鴨子
不理解 為什么是騙自己的理由?

高壓功率器件速度越來越快,最早的SCR/BJT速度是大約4~20微秒開關(guān)速度;后來BJT/IGBT提高到150納秒左右,現(xiàn)在實際可以達到8納秒水平。在不久將來;會達到1納秒左右。

驅(qū)動要求也越來越高;僅以驅(qū)動線長為例,早期的驅(qū)動線沒啥特別要求;只要雙絞就基本夠用了。后來的高速IGBT/FET的柵線;除雙絞外;長度被限制在10CM以內(nèi)。從現(xiàn)在的測試看;要求未來的高速器件的驅(qū)動線被限制在1CM以內(nèi)。

就這驅(qū)動線長的問題;估計大多數(shù)工程師只是經(jīng)驗所談;沒多少人能從理論上說清楚而自覺的設(shè)定工程參數(shù)。

理論的缺乏和經(jīng)驗口口相傳的不確定性;直接拖了應(yīng)用后退。找各種理由去解釋?就上面提出的假設(shè);多是出自于此。

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2010-12-13 11:59
@高等數(shù)學
以上列出的幾點已很給力,坐等冰版分析~[圖片]

呵呵,我發(fā)此帖的目的是大家來討論,不是我來上課呢。

老兄來說幾句吧。

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2010-12-13 12:06
@水蜘蛛
高壓功率器件速度越來越快,最早的SCR/BJT速度是大約4~20微秒開關(guān)速度;后來BJT/IGBT提高到150納秒左右,現(xiàn)在實際可以達到8納秒水平。在不久將來;會達到1納秒左右。驅(qū)動要求也越來越高;僅以驅(qū)動線長為例,早期的驅(qū)動線沒啥特別要求;只要雙絞就基本夠用了。后來的高速IGBT/FET的柵線;除雙絞外;長度被限制在10CM以內(nèi)。從現(xiàn)在的測試看;要求未來的高速器件的驅(qū)動線被限制在1CM以內(nèi)。就這驅(qū)動線長的問題;估計大多數(shù)工程師只是經(jīng)驗所談;沒多少人能從理論上說清楚而自覺的設(shè)定工程參數(shù)。理論的缺乏和經(jīng)驗口口相傳的不確定性;直接拖了應(yīng)用后退。找各種理由去解釋?就上面提出的假設(shè);多是出自于此。

水大師是站在MOSFET的前沿技術(shù),以及理想應(yīng)用特性的高度,給我們很好的上了一課

我想在這里跟大家討論下,實際工程應(yīng)用中,MOSFET的開關(guān)速度跟哪些因素有關(guān),以及我們在應(yīng)用中如何去折衷,平衡各個參數(shù),以達到較好的綜合性能。

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2010-12-13 12:07
@fly
俺補充一點,開關(guān)損耗
MOSFET的開關(guān)速度對開關(guān)損耗有影響
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2010-12-13 12:08
@hk2007
EMI.開關(guān)速度過快,EMI比較難搞,要花較大的成本。
EMI與開關(guān)速度確實是個矛盾,這就是為何現(xiàn)在許多的軟開關(guān)拓撲大行其道的原因
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映雪
LV.4
20
2010-12-13 12:37
@on_the_way_li
不會吧,你也看這個??[圖片]
是的呢,在補習電源知識,還請各位老師多指教呢。
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冰上鴨子
LV.10
21
2010-12-13 12:38
@水蜘蛛
高壓功率器件速度越來越快,最早的SCR/BJT速度是大約4~20微秒開關(guān)速度;后來BJT/IGBT提高到150納秒左右,現(xiàn)在實際可以達到8納秒水平。在不久將來;會達到1納秒左右。驅(qū)動要求也越來越高;僅以驅(qū)動線長為例,早期的驅(qū)動線沒啥特別要求;只要雙絞就基本夠用了。后來的高速IGBT/FET的柵線;除雙絞外;長度被限制在10CM以內(nèi)。從現(xiàn)在的測試看;要求未來的高速器件的驅(qū)動線被限制在1CM以內(nèi)。就這驅(qū)動線長的問題;估計大多數(shù)工程師只是經(jīng)驗所談;沒多少人能從理論上說清楚而自覺的設(shè)定工程參數(shù)。理論的缺乏和經(jīng)驗口口相傳的不確定性;直接拖了應(yīng)用后退。找各種理由去解釋?就上面提出的假設(shè);多是出自于此。

,張知識了'什么叫  雙絞線啊?

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水蜘蛛
LV.8
22
2010-12-13 14:09
@冰上鴨子
[圖片],張知識了'什么叫 雙絞線啊?

 

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冰上鴨子
LV.10
23
2010-12-13 14:13
@水蜘蛛
[圖片][圖片][圖片] 
蜘蛛俠:我糊涂了,MOSFE的驅(qū)動線?
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水蜘蛛
LV.8
24
2010-12-13 14:17
@冰上鴨子
蜘蛛俠:我糊涂了,MOSFE的驅(qū)動線?

是滴

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jepsun
LV.9
25
2010-12-13 16:01
@心中有冰
EMI與開關(guān)速度確實是個矛盾,這就是為何現(xiàn)在許多的軟開關(guān)拓撲大行其道的原因
還有 抖頻!
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MYLAPLACE
LV.5
26
2010-12-13 16:21

先占個位子,有時間再看~

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jepsun
LV.9
27
2010-12-13 20:04
@冰上鴨子
[圖片],張知識了'什么叫 雙絞線啊?
繞變壓器的線,很多不也是用的絞線嘛。
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水蜘蛛
LV.8
28
2010-12-13 20:09
@jepsun
繞變壓器的線,很多不也是用的絞線嘛。
此絞線非彼絞線。目的和原理都不同
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2010-12-13 21:32
@jepsun
繞變壓器的線,很多不也是用的絞線嘛。
變壓器的繞線主要是為了方便繞線工藝的控制,更容易平整
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2010-12-13 22:17
@心中有冰
我先來說幾點:1、MOSFET的G極驅(qū)動電阻引起的延時2、PCBLayout引起的寄生電感影響驅(qū)動電流3、MOSFET封裝本身引起的ESR與ESL4、MOSFET的米勒效應(yīng)5……拋磚引玉,歡迎大家繼續(xù)補充。關(guān)鍵詞:MOSFET

驅(qū)動也不是那么簡單的,要理解透徹需要一番功夫

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2010-12-13 22:18

怎么都不愿意說呢?我來開個頭吧

先來說說MOSFET的開通過程

我們知道,MOSFET的柵極驅(qū)動過程,可以簡單的理解為驅(qū)動源對MOSFET的輸入電容(主要是柵源極電容Cgs)的充放電過程;當Cgs達到門檻電壓之后, MOSFET就會進入開通狀態(tài);當MOSFET開通后,Vds開始下降,Id開始上升,此時MOSFET進入飽和區(qū);但由于米勒效應(yīng),Vgs會持續(xù)一段時間不再上升,此時Id已經(jīng)達到最大,而Vds還在繼續(xù)下降,直到米勒電容充滿電,Vgs又上升到驅(qū)動電壓的值,此時MOSFET進入電阻區(qū),此時Vds徹底降下來,開通結(jié)束。

大家從這個開通過程來說說,到底哪些因素在這里影響了MOSFET的開通速度?

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