MOS关断下降沿慢

只看该作者 · 2017-5-4 09:01

如题，在通过三极管控制PMOS开关时，发现关断有大的下降延迟，
请问可以从哪几个方面可以改进，栅极波形正常，到漏极就出现延迟，电路如下，电路阻值的选取是否有问题？
现在 P5 1Khz 3.3V方波 P1 USB5V供电，波形测试为R5前端

3万 · 2017-5-4 09:27

“请问可以从哪几个方面可以改进”
减小R6。

只看该作者 · 2017-5-4 09:33

maychang 发表于 2017-5-4 09:27
“请问可以从哪几个方面可以改进”
减小R6。

老师，又麻烦您了-=-
大概查了下，有些是由于三个端之间的电容引起的，
有些又是由栅极驱动电流不足引起，还希望方便的话能普及下一般波形延迟的原因。
还有电路其他地方的阻值是否有问题，谢谢您。

只看该作者 · 2017-5-4 09:55

king5555 发表于 2017-5-4 09:34

感谢，在漏极到地增加一个回路可以快速泄放的意思吗?

3万 · 2017-5-4 10:09

青柠_ 发表于 2017-5-4 09:33
老师，又麻烦您了-=-
大概查了下，有些是由于三个端之间的电容引起的，
有些又是由栅极驱动电流不足引起 ...

“还希望方便的话能普及下一般波形延迟的原因”
“波形延迟”和本帖标题“下降沿慢”是两回事。

上图是某电压比较器响应曲线。下面曲线是输入信号，上面曲线是输出。该比较器反相工作。
“延迟”是指红色箭头的长度。“缓慢”是指红色箭头与蓝色箭头长度之差。

3万 · 2017-5-4 10:20

青柠_ 发表于 2017-5-4 09:33
老师，又麻烦您了-=-
大概查了下，有些是由于三个端之间的电容引起的，
有些又是由栅极驱动电流不足引起 ...

就你首帖波形来说，只有一条曲线(漏极的输出波形)，没有输入波形，因此谈不到也看不出“延迟”。
一条曲线倒是可以看出波形下降沿“缓慢”，即下降沿不如上升沿陡峭。

3万 · 2017-5-4 10:33

青柠_ 发表于 2017-5-4 09:33
老师，又麻烦您了-=-
大概查了下，有些是由于三个端之间的电容引起的，
有些又是由栅极驱动电流不足引起 ...

首帖波形下降沿不够陡峭，原因是门极电容充电和放电电流不同。
我们知道，MOS管门极对源极具有一定电容。更重要的是MOS管共源极工作时门极漏极之间分布电容会因MOS管电压放大而表现为电容增加很多倍(密勒效应)。两项之和构成MOS管输入电容。该输入电容必须充电(门极源极之间电压绝对值增加)到一定程度MOS管才会充份导通，充电后该输入电容必须放电到一定程度MOS管才会关断。
波形的上升沿，是MOS管门极输入电容充电过程。该充电电流由Q4提供。Q4工作于开关状态，饱和时电阻很小(欧姆数量级)，可以流过相当大的电流对MOS管输入电容充电。但波形下降沿是MOS管输入电容放电过程。放电电流靠电阻R6。该电阻又很大(10kΩ)，故放电电流很小，放电缓慢，波形下降沿自然不够陡峭。

1万 · 2017-5-4 10:39

在R11对地并个电容也可以

3万 · 2017-5-4 10:39

青柠_ 发表于 2017-5-4 09:33
老师，又麻烦您了-=-
大概查了下，有些是由于三个端之间的电容引起的，
有些又是由栅极驱动电流不足引起 ...

解决方法，最简单的就是减少R6。
以你的开关频率1kHz而言，R6减少到1kΩ，波形即可有相当的改善，“看得过去”了。
如果开关频率为数十kHz，那么减小R6已经很困难(R6要减小到10Ω左右甚至更小，这是Q4无法承受的)。此时应该采用更复杂的电路来加速MOS管输入电容的放电。

3万 · 2017-5-4 10:41

青柠_ 发表于 2017-5-4 09:33
老师，又麻烦您了-=-
大概查了下，有些是由于三个端之间的电容引起的，
有些又是由栅极驱动电流不足引起 ...

“还有电路其他地方的阻值是否有问题”
不仅仅是电阻值有问题，是电路不对。可以按照K5修改的电路办。

只看该作者 · 2017-5-4 10:44

maychang 发表于 2017-5-4 10:39
解决方法，最简单的就是减少R6。
以你的开关频率1kHz而言，R6减少到1kΩ，波形即可有相当的改善，“看得 ...

刚焊东西去了，看到老师这么多耐心讲解，感觉十分幸福。。。
也感谢上面回复的楼层，真是一个可以学到很多东西的好论坛。

只看该作者 · 2017-5-4 11:11

maychang 发表于 2017-5-4 10:41
“还有电路其他地方的阻值是否有问题”
不仅仅是电阻值有问题，是电路不对。可以按照K5修改的电路办。 ...

1.首先承认个错误，表述不清楚，本想说明波形下降沿不够陡峭，有延迟迟缓，老师特别仔细，讲解了波形延迟与下降缓慢及相关配图，在这里再次谢谢老师。
2.老师普及的MOS管相关工作原理特别有用，已做笔记。
3.最开始减小R6阻值，波形有改善却不特别明显，正如老师所说，已改为K5前辈指导的。
4.感谢各位的悉心指导。

只看该作者 · 2017-5-4 11:52

减小R6，若Q4无法承受由于R6变小带来的大电流，可以在Q4的发射极对地之间串联一个适当的电阻。我没试过，你可以试试看。

只看该作者 · 2017-5-4 12:02

MissFortune 发表于 2017-5-4 11:52
减小R6，若Q4无法承受由于R6变小带来的大电流，可以在Q4的发射极对地之间串联一个适当的电阻。我没试过，你 ...

不能串联。。。。

只看该作者 · 2017-5-4 15:50

楼主，这是模拟示波器？

2万 · 2017-5-4 16:24

三极管Q4要抗饱和，MOSFET要加泄放电路。

只看该作者 · 2017-5-5 08:38

libre01 发表于 2017-5-4 15:50
楼主，这是模拟示波器？

不是的。。。

只看该作者 · 2017-5-5 11:00

maychang 发表于 2017-5-4 10:41
“还有电路其他地方的阻值是否有问题”
不仅仅是电阻值有问题，是电路不对。可以按照K5修改的电路办。 ...

老师，再请教您一个问题，关于变压器的，由上电路的1K方波，串联一支0.1uf电容到变压器一次侧，
变压器参数不清楚，只知道是一个降压的电压互感器拿来实验用。下图分别为一次侧和二次侧的波形，不懂为什么电容后端波形还是方波，只是较0V中心线会下降，与下图一次侧类似，相当于还是给变压器通的还是方波，并不是尖脉冲。

请问如何消除负方向的电压波形呢，光标处为示波器0V。

3万 · 2017-5-5 11:48

青柠_ 发表于 2017-5-5 11:00
老师，再请教您一个问题，关于变压器的，由上电路的1K方波，串联一支0.1uf电容到变压器一次侧，
变压器参 ...

“请问如何消除负方向的电压波形呢”
不知道你的变压器是如何联接的。不过，变压器不能传递直流，变压器次级波形有正就必有负，而且为正部分一定与为负部分互相抵消(面积相等)。
要除去MOS管门极上为负的电压，并无必要。门极为零是关断，为负仍然是关断。只有一种情况需要注意：负的尖脉冲幅度超过MOS管门极允许值。

只看该作者 · 2017-5-8 10:59

maychang 发表于 2017-5-5 11:48
“请问如何消除负方向的电压波形呢”
不知道你的变压器是如何联接的。不过，变压器不能传递直流，变压器 ...

谢谢老师，开始思路没整对，目的是想区分如下两组波形的，刚开始不了解变压器，正如您所说的波形有正就有负，刚做的时候以为把负向消去保留正向就好，第二组把正向去掉保留负向就好
。。。

MOS关断下降沿慢

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