功率MOSFET的栅极电荷特性_第1页
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文档简介

1、功率 MOSFET 的栅极电荷特性在功率 MOSFET 的数据表的开关特性中， 列出了栅极电荷的参数，包括以下几个参数，如下图所示。Qg(10V) ：VGS=10V 的总栅极电荷。 Qg(4.5V) ： VGS=4.5V 的总栅极电荷。 Qgd ：栅极和漏极电荷 Qgs：栅极和源极电荷栅极电荷测试的原理图和相关波形见图 1 所示。在测量电路中，栅极使用恒流源驱动，也就是使用恒流源 IG 给测试器件的栅极充电，漏极电流 ID 由外部电路提供， VDS 设定为最大额定值的 50%。漏极电流从 0 增加到 ID 过程中，分别测量 VGS 、栅极充电时间，就可以计算得到栅极电荷值。（ a）：简化的测试

2、电路（ b）：测试电路和波形（ c）：实际的波形图 1：栅极电荷的测试电路和波形栅极电荷测试的电路中，需要用到二个恒流源：G 极驱动充电的恒流源和提供 ID 的恒流源，因此测试的电路有下面不同的形式。（ a）： ID 由分立元件构成恒流源（b）：ID 由电感构成恒流源图 2：栅极电荷的测试电路形式图 2（ a）中，对 G 极恒流驱动充电的恒流源IG 由测量仪器内部自带的恒流源提供，而ID 由分立元件构成恒流源，其工作原理非常简单： 就是利用功率 MOSFET 的工作于线性区的放大特性， 调节 G 极的电压就可以调节电流的大小。不同的器件，所选择的外部恒流源的元件参数会有异差。图 2（ b）中，

3、 ID 由电感构成恒流源，相对而言，这种方式电路结构简单，只是电流的精度不如上一种方式。根据电容的特性：C· dv/dt = IG可以得到： Q = C· dV = IG · dT在图 1（ b）中，对应着不同的VGS 的电压，由波形或仪器读出相应的时间dT， IG 已知，就可以分别算出不同的栅极电荷。Qg(10V) = IGT4Qg(4·.5V) = IGT3Qgd· = IG ·T2Qgs = IG T1·在实际的测试中， 根据电容的大小， IG 的值设定为不同的值：10uA 、 100uA 、 1mA 。测试条件改变的时候，如改变ID 或VDS ，实际测量的栅极电荷也会改变。图 3 中的测量结果， 测量条件： VDS=160V ，VGS=10V ，VGS ：2V/div ，时间 t：1us/div ，电流大，米勒平台也高，栅极电荷值也稍有差异。改变VDS ，对应的特性如下图所示，随着VDS的增加，栅极电荷的值会改变，特别是QGD ，电压越高，QGD越大。数据表中栅极电荷的特性，栅极使用恒流源来驱动， VGS 电压随着时间线性增加；实际的应用中，通常栅极使用恒压源来驱动，VGS 电压随着时间以指数关系增加。测量时使

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