محافظت از منبع دروازه MOSFET

 

MOSFET محافظت از منبع دروازه

لوله قدرت MOS خود مزایای بسیاری دارد ، اما لوله MOS توانایی نسبتاً شکننده ای برای مقاومت در برابر اضافه بار کوتاه مدت ، به ویژه در برنامه های با فرکانس بالا دارد. بنابراین ، هنگام استفاده از لوله های MOS Power ، یک مدار حفاظت معقول باید برای بهبود قابلیت اطمینان دستگاه برای آن طراحی شود.

مدار حفاظت از لوله Power MOS عمدتاً جنبه های زیر را شامل می شود:

1) از زیاد بودن دروازه DI/DT جلوگیری کنید

از آنجا که از تراشه راننده استفاده می شود ، امپدانس خروجی آن کم است. به طور مستقیم رانندگی لوله برق باعث می شود لوله برق رانده شده به سرعت روشن و خاموش شود ، که ممکن است باعث نوسان ولتاژ بین تخلیه و منبع لوله برق شود ، یا ممکن است باعث شود لوله برق دچار ولتاژ بیش از حد شود. di/dt و ایجاد ارتباط گمراه کننده. به منظور جلوگیری از پدیده فوق ، یک مقاومت معمولاً به صورت سری بین خروجی درایور MOS و دروازه لوله MOS متصل می شود. اندازه مقاومت به طور کلی به عنوان ده ها اهم انتخاب می شود.

2) از ولتاژ بیش از حد بین دروازه و منبع جلوگیری کنید

از آنجا که امپدانس دروازه و منبع بسیار زیاد است ، تغییر ناگهانی در ولتاژ بین تخلیه و منبع از طریق خازن بین الکترود به دروازه وصل می شود و در نتیجه ولتاژ سنبله منبع دروازه بسیار بالا می شود. این ولتاژ باعث می شود لایه اکسید منبع دروازه نازک در همان زمان ، برای جمع آوری بار برای دروازه آسان باشد و باعث تجزیه لایه اکسید منبع دروازه شود. بنابراین ، یک لوله تنظیم کننده ولتاژ باید به موازات دروازه لوله MOS متصل شود تا ولتاژ دروازه زیر مقدار تنظیم کننده ولتاژ لوله تنظیم کننده ولتاژ را محدود کند و از لوله MOS محافظت کند ، مقاومت موازی دروازه MOS برای آزاد کردن بار دروازه و جلوگیری از تجمع بار است.

3) در برابر ولتاژ بین تخلیه و منبع محافظت کنید

اگرچه VD های ولتاژ تخلیه تخلیه به طور کلی بسیار بزرگ است ، اگر منبع تخلیه توسط یک مدار حفاظت محافظت نشود ، همچنین ممکن است که یک تغییر ناگهانی در جریان فوری سوئیچینگ دستگاه باعث ایجاد ولتاژ سنبله تخلیه شود ، در نتیجه به لوله MOS آسیب می رساند. هرچه لوله برق سریعتر سوئیچ شود ، لوله برق سریعتر می شود. ، ولتاژ بیش از حد تولید شده بالاتر خواهد بود. به منظور جلوگیری از آسیب دستگاه ، معمولاً از اقدامات حفاظت مانند گیره های دیود زنر و مدارهای Snubber RC استفاده می شود.

هنگامی که جریان خیلی بزرگ است یا یک مدار کوتاه رخ می دهد ، جریان بین تخلیه و منبع لوله MOS به سرعت افزایش می یابد و از مقدار رتبه بندی شده فراتر می رود. لوله MOS Power باید در مدت زمان مشخص شده توسط حد مجاز ، خاموش شود ، در غیر این صورت دستگاه سوزانده می شود ، بنابراین یک مدار محافظت از نمونه برداری جریان به مدار اصلی اضافه می شود. هنگامی که جریان به یک مقدار مشخص می رسد ، مدار درایو برای محافظت از لوله MOS از طریق مدار حفاظت خاموش می شود.

تصویر زیر مدار حفاظت از یک لوله MOS را نشان می دهد ، که از آن می توانیم عملکرد مدار حفاظت را به وضوح مشاهده کنیم.