在穩(wěn)態(tài)條件下，并聯(lián)mosfet工作良好，共享電流，在每個相同的電壓。MOSFET的on電阻(Roslon)具有正的溫度系數(shù)，即Rps(on)隨著溫度的升高而增大。這種已知的現(xiàn)象有助于并聯(lián)mosfet，因為它有助于平衡多個mosfet之間的電流。電流通過電阻最小的路徑，當電流在一個MOSFET中增加時，功率損耗也會增加，加熱器件并增加Ros(on)。此時，電流將流向另一個電阻較低的mosfet，從而導致mosfet之間的固有電流共享。
在轉(zhuǎn)換條件下，情況就完全不同了。一般來說，MOSFET表現(xiàn)得像一個電壓控制開關(guān)。在開關(guān)的動態(tài)過程中，許多因素會引起電流和電壓的不平衡，特別是在高頻時。MOSFET的特性，包括柵閾值電壓、正向跨導、總柵電荷(Q)、Ros(on)、實際驅(qū)動電路和PCB中的寄生電感，都是造成電流和電壓失衡的因素。MOSFET的參數(shù)在器件生產(chǎn)時是固定的，在實際應(yīng)用中是不能改變的，篩選MOSFET以獲得精確匹配的參數(shù)在經(jīng)濟上具有挑戰(zhàn)性。防止這些問題的最好方法是使用適當?shù)臇膨?qū)動器設(shè)計技術(shù)，以確保并聯(lián)mosfet之間的電流和電壓是適當平衡的。
1、由MOSFET參數(shù)引起的電流不平衡
了解MOSFET參數(shù)以及它們?nèi)绾斡绊懖⒙?lián)MOSFET應(yīng)用中的電流和電壓平衡是確定可能出現(xiàn)的問題的正確解決方案的重要的第一步。
閾值電壓，門到sourec (VsstTH):并聯(lián)mosfet通常由相同的門驅(qū)動器或門驅(qū)動器信號驅(qū)動。門到源閾值電壓(Vas(TH)較低的MOSFET會比VsTH稍高的第二MOSFET打開得更快，這導致VGs(TH)較低的MOSFET流過的電流更大，電流不平衡。
正向跨導(grs:在MOSFET關(guān)閉的截止區(qū)和MOSFET完全打開的歐姆區(qū)之間的飽和區(qū)，漏電流由柵極到源極電壓(Vas)控制。該區(qū)域由器件的正向跨導(gFs)特性控制，不同的門到源電壓會在開關(guān)轉(zhuǎn)換過程中造成電流不平衡，反之亦然。
柵極電荷(Q總柵極電荷，打開MOSFET并使電流從漏極流向源所需的柵極總電荷)將顯著影響MOSFET的開關(guān)速度。當多個mosfet并行時，如果其中一個mosfet的Q值較低，那么它將比其他mosfet更快地啟動。這種更快的打開導致MOSFET在過渡期間處理大部分電流，導致另一種不平衡電流條件
2、閘極驅(qū)動電阻對電流不平衡的影響
在圖1所示的柵極驅(qū)動電路中，故意產(chǎn)生了不匹配，并進行了測試，以顯示不匹配的柵極電阻的影響。如第3節(jié)所示，在高頻應(yīng)用中推薦使用柵極電阻，以避免額外的并發(fā)癥，確保這些柵極電阻盡可能匹配是至關(guān)重要的。在圖1所示的柵極驅(qū)動電路中，Q1和Q2是并聯(lián)的。R1是與Q1門串聯(lián)的驅(qū)動電阻。R3與R1和Q2的門相連。這將導致門驅(qū)動程序不匹配
圖2a和圖2b顯示了由于柵極驅(qū)動電阻失配而導致的開關(guān)過程中柵極到源極的電壓。通道1顯示Q1的開斷時間更快，這是門電阻略低的結(jié)果。與流過Q2的電流相比，這些更快的開關(guān)時間會導致流過Q1的電流更大。Q1源和漏極的寄生電感電流越高，產(chǎn)生的電壓峰值和振鈴越大。圖2a和圖2b中Q1和Q2之間的差異表明，Q1在過渡過程中處理更大的峰值電流，這是由于柵驅(qū)動電阻不匹配造成的。在過渡過程中平衡通過每個MOSFET的電流是很重要的，以避免在并行應(yīng)用程序中對其中一個MOSFET施加過大的應(yīng)力，使用匹配的門電阻是實現(xiàn)所需性能的關(guān)鍵。
3、柵極驅(qū)動電路布局對電壓不平衡的影響
在高功率、高頻應(yīng)用中，PCB的寄生電感會對整個系統(tǒng)產(chǎn)生負面影響。如果漏極中的雜散電感控制不好，可能會導致MOSFET失效。
圖3顯示了兩個并聯(lián)的mosfet中的寄生電感，故意偏置以模擬較差的布局。
在該電路中，Q1的漏電感為40nH (L1)， Q2的電感為20nH (L2)。AOT470是一個75V的MOSFET，是為這個模擬選擇的。
在關(guān)斷過程中，由寄生電感和變化電流(V =L* di/dt)決定的最大漏極電壓加上一個電壓。如果匹配電路具有相同的di/dt特性，并且對每個MOSFET的寄生電感進行優(yōu)化，那么每個器件所看到的最大漏電壓將近似相同
當管中寄生電感不同時，V = L* di/dt項引起的兩個過電壓是不相等的。這種差異反過來影響pi/dt的大小，并最終導致Q1的漏極電壓更高。此外，由于Q1的漏電感較大，當L1環(huán)中Coss為AOT470且電路中存在寄生電阻時，Q1的振鈴幅度也較大(如圖4所示)。在關(guān)斷過程中，振鈴和漏極上的電壓尖峰的組合很容易使MOSFET超過其最大的額定漏源電壓并導致故障。通過仔細設(shè)計如圖2.2所示的柵極驅(qū)動電路，在PCB布線時盡量減小寄生電路電感，電路設(shè)計人員可以避免這些不匹配。
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