Paramètres MOSFET
De la fiche technique, à votre Vgs
Typiquement 10-15V pour MOSFETs standard
De la fiche technique, valeur typique
Courant crête de votre driver de grille
Résultats
Résistance de Grille (Activation)
25.0 Ω
Résistance de Grille (Désactivation)
30.0 Ω
Courant Crête de Grille
480 mA
Puissance du Driver
24.0 mW
Temps de Montée Réel
45.8 ns
Temps de Descente Réel
54.9 ns
Référence des MOSFETs Courants
| MOSFET | Qg (nC) | Vth (V) | Type | Package |
|---|---|---|---|---|
| IRLML6344 | 5 | 1.5 | N-ch Logic | SOT-23 |
| SI2302 | 8 | 2.0 | N-ch Logic | SOT-23 |
| IRF3205 | 20 | 3.0 | N-ch Standard | TO-220 |
| IRFZ44N | 44 | 4.0 | N-ch Standard | TO-220 |
| IRF540N | 71 | 4.0 | N-ch Standard | TO-220 |
| IRFP260N | 130 | 4.0 | N-ch Power | TO-247 |
| IRFP4568 | 180 | 4.0 | N-ch Power | TO-247 |
Click on a row to use those values. Values are typical from datasheets.
Comprendre les Résistances de Grille MOSFET
Les résistances de grille sont des composants critiques dans les circuits de commutation MOSFET. Elles contrôlent la vitesse à laquelle la capacité de grille se charge et se décharge, affectant directement les temps d'activation et de désactivation, les pertes de commutation et la stabilité du circuit.
Choisir la bonne résistance de grille implique d'équilibrer des exigences concurrentes: une commutation plus rapide réduit les pertes mais augmente les EMI et le risque d'oscillation, tandis qu'une commutation plus lente est plus stable mais augmente la dissipation de puissance dans le MOSFET.
Théorie de la Commande de Grille
Charge et Capacité de Grille
Les MOSFETs ont une capacité d'entrée significative (Ciss) qui doit être chargée pour activer le dispositif. La charge totale de grille (Qg) spécifiée dans les fiches techniques représente la charge nécessaire pour activer complètement le MOSFET à une tension de grille donnée.
Calcul du Temps de Commutation
La résistance de grille limite le courant disponible pour charger/décharger la capacité de grille:
Où:
- Rg = Résistance totale de grille (sortie driver + externe + interne)
- Ciss = Capacité d'entrée
- Vdriver = Tension du driver de grille
- Vth = Tension de seuil de grille
Puissance du Driver de Grille
La puissance dissipée dans le circuit du driver de grille augmente avec la fréquence:
Cette puissance est dissipée dans la résistance de grille et le CI driver, pas dans le MOSFET lui-même.
Directives de Conception
Résistances Séparées pour Activation et Désactivation
De nombreuses conceptions utilisent des résistances différentes pour l'activation et la désactivation. Une diode contourne la résistance d'activation pendant la désactivation, permettant des temps de commutation asymétriques:
- Activation plus lente — Réduit le courant d'appel et les pics de tension
- Désactivation plus rapide — Minimise le shoot-through dans les configurations en demi-pont
Résistance de Grille Minimale
N'utilisez jamais une résistance de grille nulle. Un minimum de 2-10Ω est recommandé pour:
- Prévenir les oscillations haute fréquence par rétroaction grille-drain (effet Miller)
- Limiter le courant crête de grille dans les capacités du driver
- Réduire les EMI des fronts de commutation rapides
- Amortir la sonnerie d'inductance parasite
Placement de la Résistance de Grille
- Proche de la broche de grille — Minimiser la surface de boucle pour réduire l'inductance
- Utiliser des pistes larges — Garder l'inductance basse dans le chemin du driver
- Considérer les ferrites — Pour la suppression des oscillations haute fréquence
Classement en Puissance
Les résistances de grille dissipent de la puissance pendant la commutation. Calculer la dissipation:
Utilisez des résistances classées pour au moins 2× la puissance calculée pour la fiabilité.
Problèmes Courants et Solutions
Oscillation de Grille
Symptômes: Sonnerie sur la forme d'onde de grille, fronts de commutation multiples, échauffement excessif.
Solutions:
- Augmenter la résistance de grille (commencer avec 10-22Ω)
- Ajouter une ferrite en série avec la grille
- Réduire l'inductance de la boucle du driver de grille
- Ajouter un petit condensateur (100pF-1nF) de grille à source
Commutation Lente / Pertes Élevées
Symptômes: MOSFET chaud, mauvaise efficacité, forme d'onde montrant des transitions lentes.
Solutions:
- Diminuer la résistance de grille
- Utiliser un driver de grille plus puissant
- Choisir un MOSFET avec une charge de grille plus faible
- Augmenter la tension du driver de grille (dans les limites du MOSFET)
Shoot-Through en Demi-Pont
Symptômes: Pics de courant élevés, échauffement excessif des deux MOSFETs.
Solutions:
- Utiliser une désactivation plus rapide (résistance de désactivation plus faible)
- Ajouter un temps mort entre la commutation des côtés haut et bas
- Utiliser des MOSFETs avec des tensions de seuil bien appariées
Questions Fréquentes
Pourquoi ai-je besoin d'une résistance de grille si le driver a une impédance de sortie?
L'impédance de sortie du driver seule peut être trop faible, conduisant à des oscillations. Les résistances externes fournissent une impédance cohérente et contrôlable et peuvent être facilement ajustées pendant le développement. Elles protègent également le driver contre les courts-circuits grille-source.
Puis-je utiliser la même résistance pour l'activation et la désactivation?
Oui, une seule résistance fonctionne pour de nombreuses applications. Des résistances séparées avec diode de bypass sont utilisées quand vous avez besoin de temps de montée et de descente différents, courant dans les conceptions en demi-pont pour prévenir le shoot-through.
Comment mesurer les temps de commutation réels?
Utilisez un oscilloscope avec une bande passante adéquate (au moins 5× la fréquence de commutation). Mesurez la tension grille-source pour le timing de grille et la tension drain-source pour les performances de commutation. Utilisez une sonde de courant pour vérifier les courants crête.
Qu'en est-il des MOSFETs niveau logique?
Les MOSFETs niveau logique ont des tensions de seuil de grille plus basses (1-2V) et peuvent être commandés directement depuis une logique 3,3V ou 5V. Ils ont généralement une charge de grille plus faible mais les mêmes principes s'appliquent. La résistance de grille peut devoir être plus faible en raison de la tension de commande réduite.
Dois-je ajouter une résistance grille-source?
Une résistance de 10kΩ-100kΩ de grille à source assure que le MOSFET reste désactivé quand le driver est en état haute impédance (pendant le démarrage ou les conditions de défaut). C'est particulièrement important dans les environnements bruyants ou lors de l'utilisation de longues pistes de commande de grille.