Simulink之功率场效应晶体管(P-MOSFET)

2023-05-16

功率场效应管(P-MOSFET)属于电压全控型器件,门极静态电阻极高、驱动功率小、工作频率高、热稳定性好;但是电流容量小、耐压低、功率不易做大,常用于中小功率开关电路。

电气符号

外形

特性

输出特性和转移特性(和MOSFET类似):作为电力开关使用时,导通时必须工作在线性导电区I,否则通态压降太大,功耗也大。

主要参数

通态电阻Ron:在确定Ugs下,由线性导电区进入饱和恒流区时的直流电阻,它是影响最大输出功率的重要参数。

开启电压Ut:沟道形成所需的最低栅极电压。开启电压一般为2~4V。

漏极击穿电压BUds:为避免器件进入雪崩击穿区而设的极限参数。

栅源击穿电压BUgs:栅源所能承受的最高正反电压。一般极限值为±20V。

极间电容:栅源电容Cgs、栅漏电容Cgd、漏源电容Cds。Cin=Cgs+Cgd,Cout=Cgd+Cds,Cf=Cgd。

栅极驱动

1.触发脉冲要有足够快的上升和下降速度,即脉冲前、后沿要求陡峭。

2.为使P-MOSFET可靠触发导通,触发电压应高于开启电压Ut,但不得超过最大触发额定电压BUgs。触发脉冲电压也不能过低,否则会使通态电阻增大,降低抗干扰能力。

3.驱动电路的输出电阻应低,开通时以低电阻对栅极电容充电,关断时为栅极电荷提供低电阻放电回路,以提高开关速度。

4.为防止误导通,在截止时应能提供负的栅源电压。

保护

防静电击穿保护;栅源过压保护;漏源过压保护;短路、过流保护。

仿真模型

路径

电路模型

输入输出

d:漏极    s:源极    g:栅极    m:测量电流和电压[Iak, Vak]

参数

Ron:内电阻。当内电感设为0时,内电阻不能设为0。

Lon:内电感。当内电阻设为0时,内电感不能为0。

Rd:内部二极管电阻。

Vf:内部二极管正向管压降。

Ic:初始电流。设为非零时,初始状态导通。

Rs:缓冲电阻(和缓冲电容串联,与二极管并联)。Rs为0,纯电容。

Cs:缓冲电容(和缓冲电容串联,与二极管并联)。Cs为inf,纯电阻。Rs为inf,Cs为0,消除缓冲。

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