MOSFET和IGBT等電源開關(guān)器件被廣泛應(yīng)用于各種電源應(yīng)用和電源線路中。需要盡可能地降低這種開關(guān)器件產(chǎn)生的開關(guān)損耗和傳導(dǎo)損耗，但不同的應(yīng)用其降低損耗的方法也不盡相同。近年來，發(fā)現(xiàn)有一種方法可以改善MOSFET和IGBT等的開關(guān)損耗問題，那就是帶有驅(qū)動(dòng)器源極引腳（所謂的開爾文源極引腳）的新封裝。在本文——“通過驅(qū)動(dòng)器源極引腳改善開關(guān)損耗”中，將介紹功率開關(guān)產(chǎn)品具有驅(qū)動(dòng)器源極引腳的效果以及使用注意事項(xiàng)。

傳統(tǒng)的MOSFET驅(qū)動(dòng)方法

為了便于對(duì)驅(qū)動(dòng)器源極引腳進(jìn)行說明，我們先來了解一下傳統(tǒng)的MOSFET驅(qū)動(dòng)方法。

MOSFET通常為電壓驅(qū)動(dòng)型，通過開/關(guān)柵極引腳的電壓來控制開關(guān)工作。下面是傳統(tǒng)TO-247N封裝（3引腳）MOSFET的常見柵極驅(qū)動(dòng)電路示例。

驅(qū)動(dòng)電源V_G和MOSFET的柵極引腳Gate之間連接外置電阻R_{G_EXT}，用來控制開關(guān)速度，但驅(qū)動(dòng)電路中含有PCB版圖的電感L_TRACE和MOSFET源極引腳Source的封裝電感L_SOURCE，因此這個(gè)參數(shù)是需要好好考慮的重要項(xiàng)目。柵極引腳的封裝電感包含在L_TRACE中，而漏極引腳Drain的電感L_DRAIN不包含在柵極驅(qū)動(dòng)電路中，因此在這里省略。

由于該驅(qū)動(dòng)電路的具體工作是很基本的而且是常見的，因此在此省略相應(yīng)的介紹，但需要注意的是，由于流過漏極和源極間的漏極電流I_D的變化，L_SOURCE中會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢V_LSOURCE，這一點(diǎn)在以往的開關(guān)速度下很容易被忽略。下面是驅(qū)動(dòng)電路的開關(guān)工作中的電壓施加情況：

MOSFET被施加V_G并導(dǎo)通后，I_D増加，L_SOURCE沿圖中（I）的方向產(chǎn)生V_LSOURCE。另一方面，由于電流I_G流入柵極引腳，因此在R_{G_EXT}上會(huì)產(chǎn)生壓降V_{RG_EXT}(I)。這些電壓包含在導(dǎo)通時(shí)的驅(qū)動(dòng)電路網(wǎng)中，如公式（1）所示，它們使MOSFET的導(dǎo)通動(dòng)作所需的芯片上的電壓V_{GS_INT}減少，最終導(dǎo)致導(dǎo)通速度下降。L_TRACE也會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢，但因其非常小而在此省略。

關(guān)斷時(shí)也是同樣的原理，由于公式（1）中的I_G和dI_D/dt為負(fù)，因此使R_{G_EXT}和L_SOURCE電壓上升（II），V_{SG_INT}增加，導(dǎo)致關(guān)斷速度下降。
一般來講，電源開關(guān)元器件的L_SOURCE為幾nH到十幾nH，加上當(dāng)dI_D/dt達(dá)到幾A/ns時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生10V以上的V_LSOURCE，這些將對(duì)MOSFET開關(guān)工作產(chǎn)生很大的影響。
驅(qū)動(dòng)器源極引腳是通過消除V_LSOURCE的影響來改善MOSFET開關(guān)速度的。

　　審核編輯：湯梓紅