[参考译文] CSD17308Q3：功率 NFET 的运行方式类似于 SCR、赢得和#39；t 关闭

您好、Aaron、
您能否分享一个原理图或方框图、说明如何在电路中使用 FET？ 您是否将 FET 用作高侧(即浮动)负载开关、将漏极用作输入直流电源、将源极用作负载的输出？ 为了使 NFET 在线性运行区域中得到增强、栅极必须被驱动至高于输入电压至少3V (数据表中规定了 RDS (ON)的最低 VGS)。 如果您使用与 VIN 相同的电压驱动栅极、一旦 FET 开始导通、源极电压就会快速上升至接近漏极电压(VIN)、并且 FET 的 VGS 将接近甚至低于 VTH。 在这些条件下、FET 可能处于饱和或截止区域。 请分享更多详细信息、我将尝试帮助解决问题。

您好、Aaron、
再次感谢您关注 TI MOSFET。 另一种选择是将 P 沟道 FET 用作高侧负载开关。 在这种情况下、您将交换漏极和源极引脚、并将栅极拉至接地以导通 FET。 我们在同一封装中交换了 P 沟道 FET CSD25402Q3A 和漏极和源极焊盘。 您可以使用小型 NFET 或 NPN 下拉 PFET 的栅极、并通过电阻器上拉至连接到 VIN 的源极引脚。 请注意、此 PFET 的额定电压为-20V BVDSS 和+/-12V VGS。

所附为电路(九个子电路之一)的表示。

e2e.ti.com/.../CSD17308Q3_2D00_SCR_2D00_behavior.tif

我认为我需要附上原理图(如下所示)。

是的、将 NFET 用作高侧负载开关、漏极用作输入电源。  为了实现最佳(最低)漏源电阻、我使用了9V 的 Vgs on。 当然、在直流/直流转换器上具有最小负载的情况下、它可能会爬行至9.9V、但不超过10Vgs 要求。

e2e.ti.com/.../5751.CSD17308Q3_2D00_SCR_2D00_behavior.tif

您好、Aaron、
乍一看、该电路似乎可以正常工作。 您将直流/直流转换器的输出施加到 FET 的 G-S 上、并且您有一个1k 电阻器来对栅极放电并关闭 FET。 您是否捕获了任何(G-S、D-S、输入和输出)波形？ 看起来导通工作正常、对吧？ 在关断时、可能会与直流/直流发生一些交互？ 我猜是栅极-源极未完全放电、FET 保持导通状态。 如果没有任何波形、我猜是因为原因。

您对导通和关断的速度有任何要求吗？ 我在 Recom 数据表中看不到任何内容。 转换器当然具有一些会影响时序的输出电容。

我会谨慎地注意、运行电压非常接近 FET 的绝对最大 VGS 额定值。 直流/直流转换器输出上的任何过冲都可能超过绝对最大值并损坏 FET。 这可能发生在负载瞬态、启动和/或关断期间。 直流/直流的空载输出看起来可能会变得很高。 这是一个针对5V 栅极驱动进行优化的逻辑电平 FET。 如果将 RDS (ON)驱动到8V 以上、则不会大幅降低。 您可能需要考虑 FET 的 G-S 上的电阻分压器。

您好、Aaron、
只是想跟进一下、看看您是否能够捕获任何波形来确定 FET 不关闭的原因。 我使用 TINA-TI 进行了简单的仿真、只要 FET 栅极-源极驱动至<1V 或更低、就不会看到任何问题。 我还想知道移除输入电压后、Recom 直流/直流转换器的输出放电所需的时间。 请告诉我还能做些什么来帮助我。

John、您好、感谢后续行动。  与 CSD17308Q3器件相比、我的印刷线路板布线和过孔似乎更独特。

我今天很容易在工作台上重现问题、但有趣的是、首次上电和命令关闭似乎正常、但随后的每次上电和关闭似乎都不起作用(Q9 NFET 不是一直关闭)。

 我使用的是三路输出电源(6V@5A、1A 时的最大值为+-25V)。  因此、我为直流/直流转换器使用了适当的5V IN @ 62mA (在 Vgs 上产生了9.6V 电压、前提是增加了500 Ω RGS)。  在输出端使用23 Ω 负载时、导通状态显示了 Q9 NFET 在1.0A 电流下的25V VDS。   当直流/直流转换器被命令关闭(移除了5V 输入电压)时、Q9上的电流消耗降至0.87A、并且在 Q9的 Vgs 上测量了1.33V (500 Ω 的外部无源 RDS)。  然后、我在 Q9 RGS 上额外施加100欧姆的负载(与现有500欧姆并联)、使 RGS 总电阻达到约84欧姆。  然后 、当直流/直流转换器被命令关闭时、Q9线路确实正确打开(0A 拉电流)。  

我们还在单独的 Q13线路(也是 CSD17308Q3)上使用了相同的25V 电源、以查看这是否会与 Q9路径出现相同的问题。  关断 Q13时从未出现任何问题(25V@1A 时、一旦移除直流/直流转换器的5V 输入电压、立即关闭)。

 我们还将电源更改为更强的6V 线(设置为6V @~3A)。  使用大约1.5欧姆的负载、我们看到 Q9路径从6V 电源汲取2.8A 电流。  但是 、当直流/直流转换器被命令关闭(移除了电源5V)时、Q9也会立即关闭( 6V@2.8A 关闭时没有问题)。

 

总之：

1. 在相同的条件下、从未出现过 Q13路径问题。
2. 在25V@1A 时、Q9路径出现问题、不需要的 Vgs 为1.33V。
3. 在 6V@2.8A 上未发现关闭 Q9的问题。
4. 在25V@1A 条件下、通过100 Ω(总共84 Ω)的额外 RGS 修复了 Q9关断问题。

 

因此、该问题确实显示在整个25V 电压下、在电压较低时可能不会出现问题。  @、随着电流减小(25V Δ I 表示0.5A)、我们没有看到开关关闭问题。  此外、我们没有使用另一个独立路径(Q13)重新创建问题。

因此、选择 NFET 可能不是(完全)问题、 并且 Q9路径(PWA 走线、过孔、接近 Q9焊盘)可能会导致一些问题。  如果 Q9芯片稍微偏离中心、则会向栅极过孔处进行焊接漂移、这可能会产生不必要的寄生电阻？  我们在 Q9的栅极关断源上获得1.33V 电压(当 直流/直流转换器关闭时、输入功率设置为25V)这一事实很难忽略。  看看我们这里的 PWA、看起来 Q9通过一些偏心朝向栅极。  下一个实验尝试：移除 Q9、替换为"抖动 Q9"(使用 PWA 焊盘的1/2 "导线延长件)、并查看关断问题是否消失。

在 VDS 为25V 的情况下、漏极到栅极(Rdg)的估计有害泄漏电阻可能约为9k Ω、从而导致 RGS (500 Ω)上的电压为1.33V。  永久无源 RGS 的电阻小于100欧姆是不可接受的、因此我需要消除这种 Rdg。

 

上面的排印错误：在 Q9的 Vgs 上测量了1.33V (500欧姆的外部无源 RGS)。

您好、Aaron、
您可能有一条从漏极到栅极的路径、这似乎是合理的。 通常、如果您遵循 TI 建议的封装和焊锡膏开口、则由于回流期间液体焊料的表面张力、该器件将在焊盘上自行居中。 对设备进行返修时、请注意不要使其偏离中心。 此外、电路板上过多的通量或其他污染会导致泄漏、尤其是由于栅极是高输入阻抗。 请告诉我您的实验是如何工作的。