MOSFET 應用解析：柵極驅動振盪，如何解決？

以往我們在談及MOSFET的工作原理，比如其開關過程，甚至在好幾次談及IGBT也經常提到一個詞：驅動振盪。

今天我們主要來講的是MOSFET的柵源振盪，是不是有些熟悉？沒錯，前天發表的MOSFET柵極前加一個電阻，就與它相關。

在MOSFET實際應用中，柵極振盪會引起器件的故障和電路異常失效。嚴重時會呈現三種狀態，可能是徹底導通或者徹底關斷，也可能是進入高阻導通，進而發熱嚴重然後燒毀。

那MOSFET的柵源振盪究竟是怎麼來的呢？

先簡單拿上次講的“串聯電阻”來說明：

在驅動電路中增加一個串聯電阻，當R<√(L/C)時，為欠阻尼狀態時，振盪就一定會發生。

如下圖

關於阻尼比，下麵會詳細提到。

然而，振盪電路產生的條件還有幾種，詳細如下：

00001. 

回饋電路

00002. 

a.相位條件

從輸出到輸入的回饋信號與輸入信號在振盪頻率上同相（正回饋）。

b.振幅條件

當電路具有正回饋並提供補償損耗的增益時，就會發生振盪。

1.漏源極之間的浪湧電壓

2.MOSFET關斷期間，漏極和源極之間的振鈴電壓，有返回到柵極的可能性。通過柵漏極電容Cgd的正回饋環路連接到柵極端，導致了柵極電壓振盪。

3 源電感

功率MOSFET具有較大的跨導gm和寄生電容。因此，導線和其他雜散電感（柵極，源極和漏極電路之間以及相關互連中的電感）可能會形成正回饋電路，從而導致寄生振盪。

那麼，柵源振盪的危害什麼？大概有以下幾個方面：

00001. 

導致EMI裕量不足

00002. 

00003. 

動態負載切換振盪嚴重導致器件失效

00004. 

如何抑制或緩解柵源振盪的現象呢？

1. 調整驅動電路阻尼比，公式如下：

阻尼比的情況一般有四種：

驅動電路的阻尼比ζ=0,稱無阻尼，系統無窮震盪，且不收斂；

ζ＜1 稱為欠阻尼：ζ由0約接近1，收斂越快。意味著系統存在超調且有震盪，

ζ＞1稱為過阻尼，意味著系統不超調；

ζ=1稱為臨界阻尼，意味著系統不超調，且以最短時間恢復平衡狀態或者穩定狀態。

注意：臨界電阻值是10Ω. L寄生電感越大，臨界電阻值越大

2. 適當提高MOSFET內部寄生電阻，降低器件最高開關速度，並改善抑制柵極振盪。

3. 適當提高器件閾值電壓，可以緩解半橋或者全橋拓撲中上下橋臂直通概率。

4. 考慮減小pcb引線電感，即增加走線寬度或減小走線長度。

注意：在電感無法減小的時候，可以採用增加一顆外部小電阻，這是增加電阻有削弱驅動電流的作用（上期文章有提及，需要詳細瞭解可以去參考）。

本期內容就先講到這裏，創作不易，希望您可以點個關注或點個贊再走！感謝支持！