大略认识功率MOSFET的构造特点
功率电路中常用垂直导电构造的MOSFET(还有横引导电构造的MOSFET,但很少用于耐高压的功率电路中),如下图是这种MOSFET的分层构造图。
从构造图我们抽象出等效的电路符号图,个中米勒电容是指在栅极(G)和漏极(D)之间的一个寄生电容,也称为反向传输电容Crss,便是图中的(CGD),反并二极管是内部等效晶体三极管的结果。

初步认识一下这个器件的几个参数,可能各个厂家对这些参数的阐明稍有差异,下面是塞米控的参数解释
在实际中,为了提高器件的性能(如低内阻等),发展了垂直双扩散增强型MOEFET,也称为VDMOSFET(Vertical double diffusion enhanced moefet),如下是构造图,箭头表示了它的载流子运动方向,N沟道当然是电子在导电,那么电流方向就和这个箭头反向相反了。
传统的VDMOSFET,你也可以这样看它的构造,无非便是为了耐压加了个漂移层。
上面先容了我们常用的功率MOSFET,下面我们来说开头的问题
为什么要在栅极和源极之间并联一个电阻呢?
米勒电容的泄放电流路径
我们知道,米勒电容的存在,在MOSFET关断时,会产生一个电压由靠近零到母线的变革过程,电压变革和变革过程(韶光累积)便是电压变革率,然而电容便是对电压变革发生浸染的器件,电压在电容两端变革即产生电流,如下图
在半桥构造中,上管还会通过米勒电容影响下管,便是给你一个电流充到门极上,如下图
电压型驱动的高阻抗器件—MOSFET
我们知道,MOSFET门极是高阻抗器件,前面已经看到,在栅极(G)和源极(S)之间是一层二氧化硅(SiO2),这个是绝缘体,因此G-S之间便是高阻抗(几十到几百兆不等),以是一旦驱动非常,个中一种情形是通过米勒电容的电流给G-S充电,小电流高阻抗可能对应着高电压,栅极电压被充电超过门槛电压会导致MOSFET重新开通,这是十分危险的。我们以最大略的反激电源驱动为例
如下是一个反激电源拓扑的MOSFET驱动,虽然芯片设计的时候已经考虑了给米勒电容形成的电流供应一个回路,
下面这个图看着更加清楚,米勒电容电流利过驱动芯片内部下拉低阻回路进行开释,避免栅极被充高而误导通。
布局布线把稳事变
这里大家还要把稳布线问题,尽可能减小门极寄生电感,寄生电感不仅能引起栅极振荡,同时还会影响米勒电容的放电速率。如下是驱动布线的一种,首先是旗子暗记和功率回路要分明;其次是驱动回路走线短而粗,回路面积尽可能小,以便减小寄生电感。
在什么情形下下拉电阻显得尤为主要?
图中R8是靠近MOSFET的一个下拉电阻,其实在驱动内部已经,但是如果驱动电阻Rg在意外情形下开路或没有连接,那么这个下拉电阻R8就可以给米勒电容电流供应泄放路径,让MOSFET栅极-源极之间保持低阻抗,从而使得MOSFET始终处于安全状态。
下拉电阻对电荷的泄放路径
实在,我们已经知道了像MOSFET这种电压型器件,栅极-源极是高阻抗,为什么说它们也是静电(ESD)敏感器件的缘故原由就在此,高电压加在门极不易泄放,累积过程就会破坏栅极和源极之间的二氧化硅(SiO2)氧化层,器件就失落效了,加下拉低阻也可以避免或减轻这一类的问题。
这个电阻要兼顾功耗和实际泄放效果,在小功率电源(0~500W)选10K~20K,大功率电源一样平常是4.7K~10K,大家根据自己实际选择。