實例分析MOS管最大工作頻率計算方法-KIA MOS管

下面以實例分析MOS管最大工作頻率的計算方法。

MOS管工作頻率

上圖是一個控制MOS管開關(guān)的簡單電路圖，根據(jù)之前的分析，MOS管柵極與源極之間有寄生電容，柵極與漏極之間也有寄生電容。

另外，MOS管源極接地，漏極輸出，這種情況下會產(chǎn)生米勒效應(yīng)，使得從柵極向MOS管看進去的電容增加很多。

所以，從柵極看進去的電容為輸入電容+米勒電容。其中，輸入電容可以從MOS管手冊中柵極一次充電需要多少電荷這個參數(shù)獲取。

MOS管工作頻率

MOS管柵極輸入電容充放電時間計算

以IRF3205的參數(shù)計算，假定柵極電壓為10V，那么柵極寄生電容量為：

110nC/10V=11nF

與10K放電電阻的時間常數(shù)為110us。

但是，不是經(jīng)過一個時間常數(shù)之后MOS管就關(guān)斷了，還要考慮轉(zhuǎn)換米勒平臺、柵極電容不是線性等問題（MOS管工作頻率較高時，還應(yīng)考慮延時時間、上升時間和下降時間等），所以不太準(zhǔn)確的估計，可以把柵極電容放電時間估計為110us的2倍，即0.22ms。

同樣，可以計算MOS管柵極充電時間，充電電阻為3K，預(yù)估充電時間為0.066ms。

因此，MOS管的柵極輸入電容的充放電時間為：

0.22ms+0.066ms=0.286ms

該MOS管在此電路中最大開關(guān)工作頻率為3.5kHz。

實際上，工作于3.5kHz時，漏極電流已經(jīng)是鋸齒波，即漏極電流沒有平頂部分也沒有平底部分。此時很難說是開關(guān)狀態(tài)工作了。通常，開關(guān)工作要求電流上升時間和下降時間小于開關(guān)頻率的10％，這樣才可以稱為開關(guān)工作。

因此，該MOS管在此電路中的開關(guān)頻率約為350Hz時，能夠輸出正常的方波信號。

MOS管時間參數(shù)

在MOS管的數(shù)據(jù)手冊中經(jīng)常看到如下的時間參數(shù)和波形圖，這里涉及的參數(shù)一般在MOS管開關(guān)頻率到達上百kHz要考慮。

MOS管工作頻率