开关管的寄生电容是指在工作中出现的一种现象,即在开关管的非导通状态下,因电路布局不当或元件的非理想性等原因,电容会在晶体管的集电极与漏极接口上形成,从而对电路的工作产生影响。
开关管的寄生电容为开关电源、逆变电路等应用领域工程师带来了很大的困扰,因为它常常是导致关闭过程中发生的电压尖峰,从而导致开关管和其他元器件的寿命缩短或操作故障的根源。
源极结结电容:开关管在关闭状态下,源极结会形成一个等效电容,导致源极电势上升,进而影响开关管的关闭。
漏极结结电容:开关管在共模模式下漏极结形成双向二极管,其结电容会随着电压周期性的充放电,造成漏极电势波动,从而引发电流尖峰和噪声。
栅极结结电容:由于开关管工作需要控制极的电压状态,因此在栅极和漏极间会形成一个等效的电容,尤其在高频开关电路中电容的等效值很大,可以占到整个元件的容值近半,导致栅极驱动信号不足,漏泄电流过大。
开关管的寄生电容会在关闭时间短且高频运行状态下产生一些不利影响,例如:
1. 导致开关管极耦合电路反馈作用不稳定
2. 导致开关管漏极或祼露的某些引脚电位变化
3. 导致开关管操作频率限制在一定的值域内
4. 导致在高频开关系统中出现严峻的EMI(电磁干扰)问题
目前解决开关管的寄生电容主要有以下几种方法:
1. 增加电容速度:选择高频元器件和提高晶体管驱动力
2. 改进结构:可以通过改进结构解决电容产生的问题继而提高工作效率及可靠性
3. 增加带宽补偿:通过人工方法增加元器件带宽,使其不因寄生电容而掉帧,从而达到无噪声、无将尽、无插值的效果
总之,解决开关管寄生电容的方案需要灵活多变,需要结合具体情况,因为不同的情形可能有不同的处理方法。