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死区时间的分析与设置

2023-05-16

出现死区的主要原因是因为MOS管的源极和栅极之间的结电容。现在在栅极加上一个门电路。当门电路输出的信号跳变的瞬间，电流是非常大的，会导致MOS管发热，所以需要在门电路后面再串联一个电阻，这个电阻很小，一般在10Ω左右。
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  • 图中电容画出来只是方便理解，实际是隐藏在MOS管中的

假设门电路的输出为方波，RC电路的充放电波形如下：
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当输入从低电平跳变为高电平时：电压不能突变，而在MOS管栅极电压从0增加到Vm的过程中，MOS管在放大区，处于半导通状态，直到电压增加到Vm后，MOS管完全饱和导通。而从高电平跳变为低电平时与之类似。

现在来看推挽输出电路，按理说，上面的MOS管导通，下面的MOS管就截止；下面的MOS管截止，上面的MOS管导通。电路大概为：
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  但是RC充放电电路的充电和放电时间是不一样的，这样问题就大了！此时若输入信号从1变为0，上面MOS的RC电路放电，下面的MOS管的RC电路充电，则当上面MOS管还没放完电，处于半导通状态时，而下面的MOS管虽然也还没充完电，但也处于半导通状态。此时两个MOS管就会同时导通，这是我们不想看到的。
  所以在电平翻转时，让原先导通的MOS管的结电容先开始放电，然后延时一段死区时间，再让另一个MOS管的结电容开始充电。

  • 当然我们也要保证两个MOS管的型号是一样的，否则其充放电时间不一致，肯定会出问题。

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  但是由于这个延时，两个MOS管又有一段时间是同时断开的。此时上面MOS管的源极和下面MOS管的漏极连通，这一瞬间会在输出端产生一个毛刺信号。所以死区时间应该调的足够合适，让其正好交替导通。
经验之谈
  实际应用时测试死区时间，应该将示波器接到输出端，根据这个毛刺信号的时间调延时时间。但调的过程中可能会出现两个MOS管短路，爆炸。
  这里将经验分享给大家：先在上面MOS管的漏极和VCC之间接一个电流表，再把死区时间调到芯片允许的最大值，保证两个MOS管的输出，然后不断缩小死区时间，边调边看电流，一开始电流几乎不变，而当死区时间缩小到某一个值时，两个MOS管接近同时导通，此时电流会迅速增大，在电流基本不变突然开始迅速增大时，此时设置的死区时间即为最佳死区时间。

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