実験室① MOSFETの ゲート抵抗の最適値
特集 電流ドバッ！ 電源・パワエレ実験室 ダメ 実験室① MOSFET の ゲート抵抗の最適値 山本 真義 第 1 章で解説したように，電源回路やパワー回路 を作るときに目指すべきものは次の 3 点です． Masayoshi Yamamoto 直列抵抗の値を最適化することです． ゲート抵抗が大きすぎると，損失 （スイッチング 損失）が増して，性能が低下したり素子が異常に発 熱したりします．小さ過ぎるとサージ電圧が大きく なったり誤 ON が発生したりして故障や誤動作の原 因になるので，大きすぎず小さすぎない値に調整し なければなりません．また，ゲートを駆動する信号 の タ イ ミ ン グ が 適 切 で な い と 過 電 流 が 流 れ て， MOSFET が壊れることがあります． 本章では，ゲート抵抗値の決め方とその理由を説 明します． （1）熱を出さない （2）過電圧，過電流を発生させない （3）ノイズを出さず伝わらせない 多くの電源回路やパワー回路には，MOSFET な どのパワー・トランジスタがスイッチングしていて， 数 A ∼数十 A の大電流を ON/OFF しています．こ のスイッチング回路部は，熱やノイズ，過電圧，過 電流の発生源になっています．まずはこの回路を良 好な状態にする必要があります．第 1 歩はゲートの 評価対象の パワー MOSFET 実験の準備 本章の実験回路を図 1（a）に示します．これをダブ ル・パルス回路と呼びます． モータ・インバータのような典型的なパワー回路の スイッチング特性 （損失）を把握できます．しかも，パ ▶写真 1 パワー MOSFET のスイッチング特性評価に使うダブ ル・パルス回路基板 ゲート抵抗は 0Ω，10Ω，1000Ω の 3 種類用意した VDD ダブル・パルス信号は この端子から入力 IRF740LC （ビシェイ） ゲート抵抗を0Ω，10Ω， 1000Ωの3種類で測定 100μH VGS Vin （400V） IRF740LC （ビシェイ） RG 時間［s］ 2.5μ∼2.6μ VDS VDS（Tr2） VGS ID ID（Tr2） 時間［s］ 0.15 このターン・オフ直前のドレイン電流が10Aになるように調整する （a）実験回路 （b）各部の電圧・電流 図 1 ゲート抵抗の最適値を求める実験回路 （ダブル・パルス回路と呼ぶ） ゲート抵抗変化の影響実験は，ダブル・パルス回路の ON/OFF 時間を設定して 10 A 電流値でのターン・オン / ターン・オフ波形を確認する 2015 年 1 月号 95 イントロダクション 第2章 元から 熱とノイズが一番出やすい大電 断たなきゃ 流ON/OFFスイッチを最適化！ 1 2 3 4 5 6
© Copyright 2024