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[参考译文] UCC23511:为什么几乎所有栅极驱动器 IC 的驱动结构 MOSFET 都具有相对较大的导通电阻。

Guru**** 1189070 points
Other Parts Discussed in Thread: UCC23511
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1263738/ucc23511-why-almost-all-gate-driver-ics-have-a-relative-large-on-resistance-for-their-mosfets-of-driving-structure

器件型号:UCC23511

我现在正在设计一种在高开关频率下工作的栅极驱动器、用于相对较大的栅极电荷器件。 我注意到、驱动器的内部导通电阻会导致显著的热效应。 这种散热应由外部栅极电阻器进行、该电阻器位于 IC 之外、在热设计方面具有更大的灵活性。 我感到困惑:为什么市场上的几乎所有栅极驱动器 IC 都具有相对较大的导通电阻(导通/关断)、因为在我的理解中、低电压(<80V) MOSFET 可以 轻松制造几十毫欧的 RDS (ON)。 您能告诉我这项功能是由哪个方面决定的吗? 我只能猜测可能的原因如下:

1.成本考量? 相对较大的 RDS (ON) MOSFET 比较低的 MOSFET 便宜得多、并且内部 RDS (ON)不会对大多数应用造成严重的散热问题。

2.死亡面积? 较大的 RDS (ON)可能会导致裸片面积过大、或者在给定栅极驱动器应用的情况下不需要在此功能上浪费面积?  

3.可靠性? 大 RDS (ON)可以在 EMC、故障保护或其他方面带来更高的可靠性?

4.易于使用? 在某些情况下、不需要外部栅极电阻器、相对较大的电阻可以为潜在谐振阻尼提供基本的栅极电阻值。  

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    尊敬的 Liyang:  

    CMOS 输出级具有 MOSFET 的 I/V 特性。 仅当输出电流较低且电压非常接近电源轨时、输出电阻才有效。 在初始条件下、当栅极驱动器输出开始驱动栅极时、饱和电流是更重要的指标。 对于更大、更低电阻的输出级、裸片面积和成本更高是正确的。 对于 UCC23511等隔离式栅极驱动器、另一个重要因素是 TX 和 RX 功能也必须在器件封装内腾出一些空间。 使用 CMOS 工艺、更易于实现。 数十毫欧 MOSFET 仅是一个大晶体管。

    我们较小的驱动强度驱动器通常会在桌子上留下一些效率、您可以使用比集成式栅极驱动器更强大的外部元件来添加分立式输出级。 在外部、您甚至可以使用双极结晶体管、在相同的输出电流与 CMOS 相比、双极结晶体管具有较低的输出电阻。

    但是、输出级晶体管的大小限制在您希望的范围内。 关键是驱动寄生 Vgs 电容器。 如果输出级本身具有很大的自电容、则总体导通时间将比尺寸更合适的输出级带宽更慢。

    每个开关都将具有自己的理想栅极驱动器尺寸、因此通过测试几种开关来更好地了解理想尺寸非常重要。 较弱的驱动器更难损坏、这也是客户非常关注的一点。

    我目前正在进行输出级比较、希望在不久的将来有一个链接、提供更深入的说明。

    此致、

    肖恩

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    谢谢你 Sean! 这对 我的问题非常有帮助、解决了我的问题!

    此致、

    溧阳