柵極驅(qū)動電路的驅(qū)動器輸出級是一種典型的設(shè)計,采用了兩個按圖騰柱形式配置的MOSFET。
中文名稱 | 柵極電阻 | 拼????音 | shanjidianzu |
---|---|---|---|
應(yīng)????用 | 驅(qū)動器 | 解????釋 | 采用了兩個按圖騰柱形式配置 |
一種平板電容結(jié)構(gòu)及平板電容、柵極和電阻的形成工藝方法,它可以簡化工藝,降低成本。在所述的平板電容結(jié)構(gòu)中以多晶硅作為它的下極,在平板電容、柵極和電阻的形成工藝方法,它主要包括以下步驟,第一步,多晶硅化學(xué)氣相沉積成長,并全面磷注入;第二步,層間介質(zhì)化學(xué)氣相沉積生長,并以光刻膠為掩膜刻蝕去除電容的下極及高阻以外的層間介質(zhì);第三步,金屬層濺射;第四步,阻擋氧化層化學(xué)氣相沉積成長;第五步,通過光刻膠掩膜刻蝕所述阻擋氧化層和所述金屬層,形成電容上極和柵極和電阻的金屬層,然后再用所述光刻膠和層間介質(zhì)共同作掩膜刻蝕多晶硅,形成電容的下極和柵極、低阻層電阻、高阻層電阻的多晶硅。
為了能夠經(jīng)受住應(yīng)用中出現(xiàn)的大負載,柵極電阻必須滿足一定的性能要求并具有一定的特性。由于柵級電阻上的大負載,建議使用電阻并聯(lián)的形式。這將產(chǎn)生一個冗余,如果一個柵極電阻損壞,系統(tǒng)可臨時運行,但開關(guān)損耗較大。選擇錯誤的柵極電阻,可能會導(dǎo)致問題和不希望的結(jié)果。所選的柵極電阻值太大,將導(dǎo)致?lián)p耗過大,應(yīng)減小柵極電阻值。應(yīng)銘記整個應(yīng)用中的開關(guān)性能。過高的柵極電阻值可能會導(dǎo)致IGBT在開關(guān)期間在長時間運行在線性模式下,最終導(dǎo)致柵極振蕩。然而,萬一電阻的功耗和峰值功率能力不夠,或者使用了非防浪涌電阻,都會導(dǎo)致柵極電阻過熱或燒毀。運行期間,柵極電阻不得不承受連續(xù)的脈沖流。因此,柵極電阻必須具有一定的峰值功率能力。使用非常小的柵極電阻,會帶來更高的dv/dt或di/dt,但也可能會導(dǎo)致EMI噪聲。
應(yīng)用(直流環(huán)節(jié))中的電感過大或者使用的關(guān)斷柵級電阻小,將導(dǎo)致更大的di/dt,從而產(chǎn)生過大的IGBT電壓尖峰。因此應(yīng)盡量減小電感或者增大關(guān)斷柵級電阻值。為減小短路時的電壓尖峰,可使用軟關(guān)斷電路,它可以更緩慢地關(guān)斷IGBT。柵極電阻電路和IGBT模塊之間的距離應(yīng)盡可能短。如果柵極電阻和IGBT模塊之間的連線過長,將會在柵極-發(fā)射極的通道上產(chǎn)生較大的電感。結(jié)合IGBT的輸入電容,該線路電感將形成一個振蕩LC電路。可簡單地通過縮短連線或者用比最小值(RG(min)≥2√(Lwire/Cies))大的柵極電阻來衰減這種振蕩。
[2]專利之家
保護IGBT的續(xù)流二極管的開關(guān)特性也受柵極電阻的影響,并限制柵極阻抗的最小值。這意味著IGBT的導(dǎo)通開關(guān)速度只能提高到一個與所用續(xù)流二極管反向恢復(fù)特性相兼容的水平。柵極電阻的減小不僅增大了IGBT的過電壓應(yīng)力,而且由于IGBT模塊中diC/dt的增大,也增大了續(xù)流二極管的過壓極限。通過使用特殊設(shè)計和優(yōu)化的帶軟恢復(fù)功能的CAL(可控軸向壽命)二極管,使得反向峰值電流小,從而使橋路中IGBT的導(dǎo)通電流小。
IGBT驅(qū)動器中柵極電阻Rg的作用及選取方法 一、柵極電阻Rg的作用1、消除柵極振蕩 絕緣柵器件(IGBT、MOSFET)的柵射(或柵源)極之間是容性結(jié)構(gòu),柵極回路的寄生電感又是不可避免的,如果沒有柵...
簡稱金氧半場效晶體管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MO...
Pmos要截止,由于電機接了12V電源,需要柵極接12V才能關(guān)閉。對于PMOS來說,和PNP類似。需要把12V當零,GND當做-12V。這時,0V截止,負電壓導(dǎo)通。接的+5V相當于-7V,當然要導(dǎo)通了...
對于低開關(guān)損耗,無IGBT模塊振蕩,低二極管反向恢復(fù)峰值電流和最大dv/dt限制,柵極電阻必須體現(xiàn)出最佳的開關(guān)特性。通常在應(yīng)用中,額定電流大的IGBT模塊將采用較小的柵極電阻驅(qū)動;同樣的,額定電流小的IGBT模塊,將需要較大的柵極電阻。也就是說,IGBT數(shù)據(jù)手冊中所給的電阻值必須為每個設(shè)計而優(yōu)化。IGBT數(shù)據(jù)手冊中指定了柵極電阻值。然而,最優(yōu)的柵極電阻值一般介于IGBT數(shù)據(jù)表中所列的值和其兩倍之間。IGBT數(shù)據(jù)表中所指定的值是最小值;在指定條件下,兩倍于額定電流可被安全地關(guān)斷。在實際中,由于測試電路和各個應(yīng)用參數(shù)的差異,IGBT數(shù)據(jù)表中的柵極電阻值往往不一定是最佳值。上面提到的大概的電阻值(即兩倍的數(shù)據(jù)表值),可被作為優(yōu)化的起點,以相應(yīng)地減少柵級電阻值。確定最終最優(yōu)值的唯一途徑是測試和衡量最終系統(tǒng)。使應(yīng)用中的寄生電感最小很重要。這對于保持IGBT的關(guān)斷過電壓在數(shù)據(jù)表的指定范圍內(nèi)是必要的,特別是在短路情況下。柵極電阻決定柵極峰值電流IGM。增大柵極峰值電流將減少導(dǎo)通和關(guān)斷時間以及開關(guān)損耗。柵級峰值電流的最大值和柵級電阻的最小值分別由驅(qū)動器輸出級的性能決定。
格式:pdf
大?。?span id="zf5nzht" class="single-tag-height">816KB
頁數(shù): 4頁
評分: 4.5
橫向絕緣柵雙極晶體管(LIGBT)采用少數(shù)載流子的注入來降低導(dǎo)通電阻,完成了5μm外延層上普通LIGBT(C-LIGBT)、3μm外延層上的Trench Gate LIGBT(TG-LIGBT)設(shè)計及仿真.研究了利用溝槽結(jié)構(gòu)改善LIGBT的正向特性和利用RESURF技術(shù)改善TG-LIGBT的反向特性.通過Silvaco TCAD軟件驗證了了擊穿電壓大于500 V的兩種結(jié)構(gòu)LIGBT設(shè)計,實現(xiàn)了導(dǎo)通壓降為1.0 V,薄外延層上小元胞尺寸,且有低導(dǎo)通電阻、大飽和電流的TG-LIGBT器件.
格式:pdf
大?。?span id="prhlhlr" class="single-tag-height">816KB
頁數(shù): 4頁
評分: 4.7
討論了雙模柵控行波管在高/低模兩種工作模式下,所需的柵極脈沖電壓不一致的原因,及兩個柵極加不同的電位對流通率、柵極電流、輸出功率及互作用效率的影響。
一、柵極電阻Rg的作用
1、消除柵極振蕩
絕緣柵器件(IGBT、MOSFET)的柵射(或柵源)極之間是容性結(jié)構(gòu),柵極回路的寄生電感又是不可避免的,如果沒有柵極電阻,那柵極回路在驅(qū)動器驅(qū)動脈沖的激勵下要產(chǎn)生很強的振蕩,因此必須串聯(lián)一個電阻加以迅速衰減。
2、轉(zhuǎn)移驅(qū)動器的功率損耗
電容電感都是無功元件,如果沒有柵極電阻,驅(qū)動功率就將絕大部分消耗在驅(qū)動器內(nèi)部的輸出管上,使其溫度上升很多。
3、調(diào)節(jié)功率開關(guān)器件的通斷速度
柵極電阻小,開關(guān)器件通斷快,開關(guān)損耗小;反之則慢,同時開關(guān)損耗大。但驅(qū)動速度過快將使開關(guān)器件的電壓和電流變化率大大提高,從而產(chǎn)生較大的干擾,嚴重的將使整個裝置無法工作,因此必須統(tǒng)籌兼顧。
二、柵極電阻的選取
1、柵極電阻阻值的確定
各種不同的考慮下,柵極電阻的選取會有很大的差異。初試可如下選取:
IGBT額定電流(A) | 50 | 100 | 200 | 300 | 600 | 800 | 1000 | 1500 |
Rg阻值范圍(Ω) | 10~20 | 5.6~10 | 3.9~7.5 | 3~5.6 | 1.6~3 | 1.3~2.2 | 1~2 | 0.8~1.5 |
不同品牌的IGBT模塊可能有各自的特定要求,可在其參數(shù)手冊的推薦值附近調(diào)試。
2、柵極電阻功率的確定
柵極電阻的功率由IGBT柵極驅(qū)動的功率決定,一般來說柵極電阻的總功率應(yīng)至少是柵極驅(qū)動功率的2倍。
IGBT柵極驅(qū)動功率 P=FUQ,其中:
F 為工作頻率;
U 為驅(qū)動輸出電壓的峰峰值;
Q 為柵極電荷,可參考IGBT模塊參數(shù)手冊。
例如,常見IGBT驅(qū)動器(如TX-KA101)輸出正電壓15V,負電壓-9V,則U=24V,
假設(shè) F=10KHz,Q=2.8uC
可計算出 P=0.67w ,柵極電阻應(yīng)選取2W電阻,或2個1W電阻并聯(lián)。
三、設(shè)置柵極電阻的其他注意事項
1、盡量減小柵極回路的電感阻抗,具體的措施有:
a)驅(qū)動器靠近IGBT減小引線長度;
b) 驅(qū)動的柵射極引線絞合,并且不要用過粗的線;
c) 線路板上的 2 根驅(qū)動線的距離盡量靠近;
d) 柵極電阻使用無感電阻;
e) 如果是有感電阻,可以用幾個并聯(lián)以減小電感。
2、IGBT 開通和關(guān)斷選取不同的柵極電阻
通常為達到更好的驅(qū)動效果,IGBT開通和關(guān)斷可以采取不同的驅(qū)動速度,分別選取 Rgon和Rgoff(也稱 Rg+ 和 Rg- )往往是很必要的。
IGBT驅(qū)動器有些是開通和關(guān)斷分別輸出控制,只要分別接上Rgon和Rgoff就可以了。
有些驅(qū)動器只有一個輸出端,這就要在原來的Rg 上再并聯(lián)一個電阻和二極管的串聯(lián)網(wǎng)絡(luò),用以調(diào)節(jié)2個方向的驅(qū)動速度。
3、在IGBT的柵射極間接上Rge=10-100K 電阻,防止在未接驅(qū)動引線的情況下,偶然加主電高壓,通過米勒電容燒毀IGBT。所以用戶最好再在IGBT的柵射極或MOSFET柵源間加裝Rge。