Si MOSFET es un dispositivo controlado por voltaje, ¿por qué necesitamos suministrarlo con alta corriente cuando lo usamos en un puente H?

Exactamente lo que sospechas. El efecto de la capacitancia de la compuerta es ralentizar la conmutación. (El efecto Miller multiplica la capacitancia de la puerta "efectiva".)

Si queremos que el puente H cambie solo ocasionalmente (digamos a 1 Hz) una corriente de compuerta baja (en la mayoría de los casos) está bien, porque los efectos térmicos de la conmutación se extienden durante 1 segundo, lo cual es relativamente período largo.

Pero si se usa PWM, por ejemplo a 300 Hz, solo hay ~ 3 ms para propagar el calor disipado en un interruptor (encendido + apagado), por lo que este calor debe minimizarse.

La respuesta simple es que \ $ I_c = C \ dfrac {dv} {dt} \ $ y solo hay demanda actual durante el cambio rápido.

Según mi experiencia, los mejores conmutadores de puente de conmutación rápida de 5 a 500 amperios utilizarán una ganancia de corriente de alrededor de 50 a 200 dependiendo de la selección de componentes. Para BJT, varía entre 10 y 100 o entre 5 y 10% de hFE lineal o beta. Dependiendo de los dopantes y la geometría de la unión.

• y siempre nos enseñaron que los FET eran solo de alta impedancia controlada por voltaje, pero debido a la compuerta de drenaje o al colector de base Capacitancia de Miller , actúa como un interruptor de tiempo de subida controlado por corriente durante la transición , luego la resistencia controlada por voltaje después.

• también es aconsejable aprender acerca de la conmutación de banda muerta en los controladores de Bridge, en el rango de microsegundos para evitar freír los controladores.

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Material de Techie

  

El tiempo de carga para la capacitancia de Miller es mayor que para el   puerta a la fuente de capacitancia Cgs debido al rápido cambio de drenaje   voltaje para toda la duración de la transición Vgs (corriente = C dv / dt).

     

Una vez que ambas capacitancias Cgs y Cgd estén completamente cargadas, compuerta   El voltaje (VG) comienza a aumentar nuevamente hasta que alcanza el suministro.   voltaje, donde la Ig cae cerca de cero.

Necesita un controlador lateral alto para conducir los FET de canal N que están conectados al riel \ $ V _ {\ text {in}} \ $. La puerta debe ser conducida más alta que la fuente, que estará en \ $ V _ {\ text {in}} \ $ cuando el interruptor esté encendido.

La corriente de la unidad de compuerta no necesariamente tiene que ser 2A. Hay muchas unidades laterales altas que solo conducen ~ 500 mA, y eso está bien. Por lo general, la cantidad de corriente de la unidad termina siendo determinada por \ $ R_g \ $ (resistencia de la puerta), parte de la cual es interna al FET y no se puede reducir. A menudo, \ $ R_g \ $ terminará siendo de 10 o 20 ohmios para una señal de unidad óptima (sin timbre).

Como una descripción cruda, la puerta está acoplada capacitivamente al canal a través de \ $ C _ {\ text {iss}} \ $, que se compone de \ $ C _ {\ text {dg}} \ $ (el Miller capacitancia) y \ $ C _ {\ text {gs}} \ $. Ambos se cargan cuando se cambia el FET. Toda la conmutación ocurre a medida que cambia la tensión de drenaje (no estoy tratando de ser demasiado obvio). A medida que cambia la tensión de drenaje, la carga en \ $ C _ {\ text {dg}} \ $ cambia, y la tensión de la compuerta se atasca efectivamente a un nivel (cercano) constante durante ese tiempo. Eso se llama la meseta de Miller. Entonces, eso significa que el tiempo de conmutación se define por la rapidez con la que el circuito de la unidad de la puerta puede administrar el cargo en \ $ C _ {\ text {dg}} \ $. Eso está determinado por \ $ R_g \ $, \ $ Q _ {\ text {dg}} \ $, el voltaje de la meseta de Miller y el voltaje de la unidad de entrada.