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晶体管寄生参数有哪些,寄生参数影响-KIA MOS管

信息来源:本站 日期:2025-10-10 

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晶体管寄生参数有哪些,寄生参数影响-KIA MOS管


晶体管寄生参数

晶体管有三种主要寄生参数:寄生电容、寄生电阻和寄生电感。

1.栅极寄生电容

存在于栅极与源极/漏极之间的电容,影响信号传输速度和开关特性。

2.漏极寄生电容

漏极与源极间的电容,影响电流变化速度和功耗。

3.源极寄生电容

源极与栅极间的电容,影响源极电流的快速变化。

4.体二极管电容

源极与漏极间的体二极管电容,影响开关行为。

5.栅极电阻

栅极内部电阻,增加热噪声并影响开关速度。

6.漏极电阻/源极电阻

漏极/源极的体电阻,影响导通状态下的电压分配。

7.寄生电感

引脚或内部结构产生的电感,导致信号延迟和相位偏移。

MOS管寄生参数的影响

晶体管寄生参数

寄生电容

寄生电容主要包括栅源电容(Cgs)、栅漏电容(Cgd)和漏源电容(Cds)。这些电容在MOS管工作时,会形成充电和放电过程,从而影响开关速度。例如,栅源电容Cgs在栅极电压变化时需要充放电,这会导致开关延迟。在高频应用中,过大的寄生电容会显著降低电路的工作频率,增加功耗。因此,选择具有低寄生电容的MOS管对于高频电路设计至关重要。

寄生电感

寄生电感主要来源于MOS管的封装和引线。当电流通过MOS管时,寄生电感会产生电压降,影响电流的快速变化。在开关应用中,寄生电感可能导致电压过冲和振荡,进而影响电路的稳定性。为了减小寄生电感的影响,可以采用低电感的封装形式,如表面贴装器件(SMD),并优化PCB布局,减少引线长度。

寄生电阻

寄生电阻主要包括导通电阻(Rds(on))和引线电阻。导通电阻是MOS管在导通状态下源极和漏极之间的电阻,它直接影响MOS管的功耗和效率。较低的导通电阻可以减小功耗,提高电路效率。引线电阻则与MOS管的封装和引线材料有关,过大的引线电阻会增加功耗和热量产生。

源边感抗

MOS管的开启延迟和关断延迟增加,由于存在源边电感,在开启和关段初期,电流的变化被拽了,使得充电和放电的时间变长了。同时源感抗和等效输入电容之间会发生谐振(这个谐振是由于驱动电压的快速变压形成的,也是在 G端看到震荡尖峰的原因),加入的门电阻Rg和内部的栅极电阻Rm都会抑制这个震荡(震荡的Q值非常高)。

晶体管寄生参数

需要加入的优化电阻的值可以通过上述的公式选取,如果电阻过大则会引起G端电压的过冲(优点是加快了开启的过程),电阻过小则会使得开启过程变得很慢,加大了开启的时间(虽然G端电压会被抑制)。

原感抗另外一个影响是阻碍Id的变化,当开启的时候,初始时di/dt偏大,因此在原感抗上产生了较大压降,从而使得源点点位抬高,使得Vg电压大部分加在电感上面,因此使得G点的电压变化减小,进而形成了一种平衡(负反馈系统)。

另外一个重要的寄生参数是漏极的感抗,主要是有内部的封装电感以及连接的电感所组成。

在开启状态的时候Ld起到了很好的作用(Subber吸收的作用),开启的时候由于Ld的作用,有效的限制了di/dt/(同时减少了开启的功耗)。在关断的时候,由于Ld的作用,Vds电压形成明显的下冲(负压)并显著的增加了关断时候的功耗。

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