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实例分析MOS管最大工作频率计算方法-KIA MOS管

信息来源:本站 日期:2022-04-06 

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实例分析MOS管最大工作频率计算方法-KIA MOS管


下面以实例分析MOS管最大工作频率的计算方法。


MOS管 工作频率


上图是一个控制MOS管开关的简单电路图,根据之前的分析,MOS管栅极与源极之间有寄生电容,栅极与漏极之间也有寄生电容。


另外,MOS管源极接地,漏极输出,这种情况下会产生米勒效应,使得从栅极向MOS管看进去的电容增加很多。


所以,从栅极看进去的电容为输入电容+米勒电容。其中,输入电容可以从MOS管手册中栅极一次充电需要多少电荷这个参数获取。


MOS管 工作频率


MOS管栅极输入电容充放电时间计算

以IRF3205的参数计算,假定栅极电压为10V,那么栅极寄生电容量为:


110nC/10V=11nF

与10K放电电阻的时间常数为110us。


但是,不是经过一个时间常数之后MOS管就关断了,还要考虑转换米勒平台、栅极电容不是线性等问题(MOS管工作频率较高时,还应考虑延时时间、上升时间和下降时间等),所以不太准确的估计,可以把栅极电容放电时间估计为110us的2倍,即0.22ms。


同样,可以计算MOS管栅极充电时间,充电电阻为3K,预估充电时间为0.066ms。

因此,MOS管的栅极输入电容的充放电时间为:

0.22ms+0.066ms=0.286ms

该MOS管在此电路中最大开关工作频率为3.5kHz。


实际上,工作于3.5kHz时,漏极电流已经是锯齿波,即漏极电流没有平顶部分也没有平底部分。此时很难说是开关状态工作了。通常,开关工作要求电流上升时间和下降时间小于开关频率的10%,这样才可以称为开关工作。


因此,该MOS管在此电路中的开关频率约为350Hz时,能够输出正常的方波信号。


MOS管时间参数

在MOS管的数据手册中经常看到如下的时间参数和波形图,这里涉及的参数一般在MOS管开关频率到达上百kHz要考虑。


MOS管 工作频率


在较低频率的应用时,可完全忽略。因为MOS管栅极寄生电容的充放电时间和转换延时时间、上升时间、下降时间等差上2-3个数量级。




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