MOSFET栅极驱动电路重要参数解读：导通电阻+驱动功率

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驱动电路(Drive Circuit)，位于主电路和控制电路之间，用来对控制电路的信号进行放大的中间电路（即放大控制电路的信号使其能够驱动功率晶体管），称为驱动电路。下面，我们来看看MOSFET栅极驱动电路中的两个重要参数。

一、MOSFET栅极驱动电路导通电阻

在低VGS时，一些SiC器件的导通电阻与结温特性之间的关系曲线看起来是抛物线*（由于内部器件特性的组合）。(*这适用于安森美M1和M2 SiC MOSFET。)当VGS = 14 V时，RDS似乎具有负温度系数(NTC)特性，即电阻随温度升高而降低。SiC MOSFET的这一独特特征直接归因于其低增益，这意味着如果两个或更多的SiC MOSFET并联工作在低VGS(负温度系数)下，可能会导致灾难性损坏。因此，只有当VGS足以确保可靠的正温度系数工作时（即VGS>18V），才建议将SiC MOSFET并联工作。

图1：M1或M2 SiC MOSFET的导通电阻与结温之间的关系曲线   新一代M3 SiC在所有VGS和所有温度范围都显示正温度系数

图2：M3 SiC MOSFET的导通电阻与结温之间的关系曲线

二、MOSFET栅极驱动功率解读

MOSFET栅极驱动电路消耗的功率随着其频率而成比例地增大。本节介绍了栅极驱动电路（图1.8中所示）的功耗。

在图1.8中，通过栅极电阻器R1在MOSFET的栅极端子和源极端子之间施加了栅极脉冲电压 VG。假设VGS从0V升高至VG（图1.9为的10V）。VG足以开通MOSFET。MOSFET一开始处于关断状态，在VGS从0V升高至VG时开通。在此瞬态开关期间流过的栅电流计算如下：

从驱动电源供应的能量减去在栅极中积累的能量可以得出栅极电阻器消耗的能量。

关断期间，在栅极中积累的能量就是栅极电阻器消耗的能量。

每个开关事件消耗的能量E等于驱动电路供应的能量。将E乘以开关频率fsw，可计算出栅极驱动电路PG的平均功耗：

栅极驱动电路的平均功耗Pg也可以用输入电容表示为：

但这样计算得出的 PG 值和实际功率损耗有很大出入。这是因为CISS包括具有米勒电容的栅漏电容 CGD，因此是VDS的函数，且栅源电容CGS是VGS的函数。

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