實例分析MOS管最大工作頻率計算方法-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2022-04-06
下面以實例分析MOS管最大工作頻率的計算方法。
上圖是一個控制MOS管開關的簡單電路圖，根據之前的分析，MOS管柵極與源極之間有寄生電容，柵極與漏極之間也有寄生電容。
另外，MOS管源極接地，漏極輸出，這種情況下會產生米勒效應，使得從柵極向MOS管看進去的電容增加很多。
所以，從柵極看進去的電容為輸入電容+米勒電容。其中，輸入電容可以從MOS管手冊中柵極一次充電需要多少電荷這個參數獲取。
MOS管柵極輸入電容充放電時間計算
以IRF3205的參數計算，假定柵極電壓為10V，那么柵極寄生電容量為：
110nC/10V=11nF
與10K放電電阻的時間常數為110us。
但是，不是經過一個時間常數之后MOS管就關斷了，還要考慮轉換米勒平臺、柵極電容不是線性等問題（MOS管工作頻率較高時，還應考慮延時時間、上升時間和下降時間等），所以不太準確的估計，可以把柵極電容放電時間估計為110us的2倍，即0.22ms。
同樣，可以計算MOS管柵極充電時間，充電電阻為3K，預估充電時間為0.066ms。
因此，MOS管的柵極輸入電容的充放電時間為：
0.22ms+0.066ms=0.286ms
該MOS管在此電路中最大開關工作頻率為3.5kHz。
實際上，工作于3.5kHz時，漏極電流已經是鋸齒波，即漏極電流沒有平頂部分也沒有平底部分。此時很難說是開關狀態工作了。通常，開關工作要求電流上升時間和下降時間小于開關頻率的10％，這樣才可以稱為開關工作。
因此，該MOS管在此電路中的開關頻率約為350Hz時，能夠輸出正常的方波信號。
MOS管時間參數
在MOS管的數據手冊中經常看到如下的時間參數和波形圖，這里涉及的參數一般在MOS管開關頻率到達上百kHz要考慮。
在較低頻率的應用時，可完全忽略。因為MOS管柵極寄生電容的充放電時間和轉換延時時間、上升時間、下降時間等差上2-3個數量級。
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