FET 栅极保护

将 FET 的隔离栅极称为需要单独保护的相当敏感的部分并不夸张。打开盖子是一个相当简单的现象。发生这种情况的原因有多种:静电拾取、控制电路中的寄生振荡,当然还有米勒效应,此时通过电容耦合在集电极上产生的过电压会对栅极产生不利影响。

场效应晶体管

一种或另一种方式,可以通过可靠地确保遵守晶体管操作规则来防止这些原因:不超过最大允许的栅极 - 源极电压,确保可靠和及时的锁定以避免通过电流,使控制电路的连接线尽可能短(以实现最低的寄生电感),以及最大程度地保护控制电路本身免受干扰。在这种情况下,列出的任何原因都不会简单地表现出来并损害密钥。

因此,对于栅极本身,使用特殊方案来保护它是很有用的,特别是如果由于正在开发的器件的设计特点,驱动器与栅极和源极的连接不能紧密连接。无论如何,在保护引擎盖时,选择落在四种主要方案中的一种,每种方案都适合特定条件,这将在下面讨论。

单个电阻

使用电阻器的 FET 栅极保护

并排安装时,可通过单个 200 kΩ 电阻器提供基本的栅极静电保护 晶体管的漏极和源极之间…在某种程度上,如果由于某种原因驱动电路的阻抗起负作用,这样的电阻器能够防止栅极充电。

单电阻器解决方案非常适合保护低频设备中的晶体管,它直接切换纯电阻负载,也就是说,当集电极电路中不包含电感器电感或变压器绕组时,但负载如白炽灯灯或 LED,当米勒的效果不成问题。

齐纳二极管或肖特基抑制器 (TVS)

使用齐纳二极管的 FET 栅极保护

用于保护电源开关转换器中晶体管栅极的经典类型 - 一对齐纳二极管 带肖特基二极管 或压抑。该措施将保护栅源电路免受米勒效应的破坏性影响。

根据开关的工作模式,选择 13 伏齐纳二极管(具有 12 伏驱动器电压)或具有类似典型工作电压的抑制器。如果需要,您还可以在此处添加一个 200 kΩ 的电阻。

抑制器的目的是快速吸收脉冲噪声。因此,如果立即知道开关的操作模式会很困难,相应地,保护条件将要求限制器耗散高脉冲功率和非常快的响应——在这种情况下,最好选择抑制器。对于较柔和的模式,带有肖特基二极管的齐纳二极管是合适的。

驱动电源电路上的肖特基二极管

肖特基二极管保护

当低压驱动器安装在靠近受控晶体管的板上时,可以使用单个肖特基二极管进行保护,连接在晶体管的栅极和驱动器的低压电源电路之间。即使由于某种原因超过栅极电压(它变得高于驱动器电源电压加上肖特基二极管两端的电压降),多余的电荷将简单地进入驱动器电源电路。

电力电子专业开发人员建议只有在按键与驱动器的距离不超过5厘米时才使用此解决方案。上面提到的静电保护电阻在这里也没有伤害。

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