芯耀
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Part 01、前言
在MOSFET驅(qū)動電路中，如果我們采用柵極驅(qū)動器來驅(qū)動MOSFET，那么將柵極驅(qū)動器盡可能靠近MOSFET放置是比較理想的選擇。但在某些情況下，很難在PCB布置電路板來實現(xiàn)這一點。如果柵極驅(qū)動器和MOSFET之間的距離很大，那PCB中外部柵極電阻放哪個位置更好，是靠近柵極驅(qū)動器還是靠近MOSFET呢，或者沒有影響？
Part 02、柵極電阻作用分析
柵極電阻RGATE相當(dāng)于MOSFET驅(qū)動電路里的“交通警察”，串在驅(qū)動器和MOSFET柵極之間，管著電流Ig的大小，決定MOSFET開關(guān)速度是“快”還是“慢慢”。公式很簡單：
Ig ≈ (VDRV - Vgs(th)) / RGATE
VDRV：驅(qū)動電壓
Vgs(th)：MOSFET的門檻電壓
RGATE：我們的主角，電阻值決定了電流量
開關(guān)時間呢，跟柵極電荷Qg有關(guān)：
t ≈ Qg / Ig
舉個例子：Qg=50nC，要想t=100ns，算下來Ig得0.5A，RGATE就得18Ω。簡單吧？但問題來了：這RGATE是放驅(qū)動器旁邊當(dāng)“門衛(wèi)”，還是貼著MOSFET做“保鏢”？位置不同，效果可是天差地別。
Part 03、柵極電阻位置分析
柵極驅(qū)動器的輸出阻抗通常非常低，幾歐姆級別，而MOSFET的輸入阻抗由柵極電容Ciss決定，在高頻下表現(xiàn)為低阻抗Z =1/(jωCiss）。柵極電阻RGATE作為串聯(lián)元件，其位置會顯著影響電路，
若RGATE靠近驅(qū)動器放置：
RGATE位于驅(qū)動器端，之后有一段走線連接至MOSFET柵極。這段走線的寄生電感L_gate與MOSFET的柵極電容Ciss串聯(lián)，形成一個LC回路。由于驅(qū)動器輸出阻抗低，這段走線的高阻抗特性Z=jωL_gate容易導(dǎo)致振鈴，尤其在高頻開關(guān)時。
若RGATE靠近MOSFET放置：
RGATE緊鄰MOSFET柵極，驅(qū)動器通過走線直接連接到RGATE。此時，走線由驅(qū)動器的低阻抗輸出驅(qū)動，寄生電感的影響被最小化。RGATE與Ciss緊密相連，形成阻尼效應(yīng)，有效抑制振蕩。
走線寄生電感L_gate與柵極電容Ciss形成的LC回路的諧振頻率為：
f_res = 1 / (2π√(L_gate × Ciss))
例如，若走線長度為5cm，寄生電感L_gate ≈ 5nH，Ciss = 1nF，則諧振頻率約為71MHz。若開關(guān)頻率接近此值，振鈴現(xiàn)象會顯著增加。
當(dāng)RGATE靠近MOSFET時，走線長度趨近于0，L_gate大幅減小，LC回路被破壞，振蕩風(fēng)險顯著降低。
RGATE的放置位置還會影響電路對外部噪聲的敏感性：
靠近驅(qū)動器放置，RGATE后的走線阻抗較高，由L_gate和Ciss決定，容易拾取外部電磁干擾，影響柵極電壓的穩(wěn)定性，導(dǎo)致開關(guān)誤動作?？拷麺OSFET放置，驅(qū)動器到RGATE的走線由低阻抗驅(qū)動，抗干擾能力強。而RGATE到MOSFET的連接極短，高阻抗走線段被最小化，減少了噪聲耦合的可能性。
Part 04、總結(jié)
如果驅(qū)動器和MOSEFT距離較遠，柵極電阻RGATE應(yīng)放置在靠近MOSFET的位置，而非靠近柵極驅(qū)動器。這樣可以充分利用驅(qū)動器的低阻抗特性，減少走線寄生電感的影響，抑制振蕩和噪聲耦合。
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