dirección de la corriente de puerta durante el encendido del mosfet de canal P

Question

En una conferencia, mi instructor nos dijo que los mosfets tienen varias capacitancias asociadas con ellos. por ejemplo, para una aplicación de conmutación, las importantes son - Gate-source cap, Drain-source cap, y Gate-Drain cap.

Ahora dijo que durante el encendido de un mosfet una corriente fluye a través de la puerta del mosfet que carga todos estas 3 capacitancias. La capacidad de estos condensadores determina el tiempo de encendido de un mosfet. Dio el ejemplo de un mosfet de canal N.

Mientras aplicaba los mismos conceptos a un mosfet de canal P, me surgió una duda. En el caso de un mosfet de canal P, hace gate-source cap. y todos por encima de caps. carga o descarga durante el encendido de un mosfet de canal P. Me parece que las cápsulas deben descargarse durante el encendido y cargarse durante el apagado.

En concreto, estoy conduciendo un mosfet de canal P como interruptor de lado alto a través de un colector abierto salida a 5V. Así que necesito saber esto. Después de buscar a través de muchos documentos en google y muchos libros, todavía tengo esta duda no aclarada como todos tienen ejemplos de mosfet de canal N no un canal P.

¿Alguien puede aclarar esta duda o aportar alguna referencia o enlace?

El circuito es similar a éste,

pero los componentes son diferentes. Si es necesario, el mosfet que estoy usando es IRF9392 .

Actualización1 el 2012-07-09 :

"Este circuito se apagará lentamente debido al accionamiento resistivo de la puerta de apagado. OK en la mayoría de los casos on/off - pero no a frecuencias smps. D3 no es obviamente útil".

En el esquema anterior ckt. por qué D3 no es útil después de ¿añadiendo un schottky D2 (ánodo a puerta) y un zener D1 (ánodo a puerta) en paralelo, física y eléctricamente cerca de Q2?

¿Por qué se apagará todavía lento( incluso con el diodo D3 )? ¿Se debe a la resistencia R4 o al aumento de la capacitancia puerta-fuente debido a zener y schottky ?

Actualización2 el 2012-07-14:

¿Es necesario un zener de puerta a fuente, como el zener D1 (ánodo a puerta)? incluso con un diodo flyback a través de ¿una carga inductiva (en lugar de la resistencia R3) conectada al drenaje de Q2?

Answer 1

No, también para los MOSFET de canal P es cargando ellos. La confusión se debe probablemente a la tensión que se ve en el lado inferior, que va a tierra (o cerca de ella). Pero esa tensión no es importante, la carga de un condensador viene determinada por la tensión a través de eso:

\$ Q = \Delta V \cdot C \$

Así, al disminuir la tensión de puerta, aumenta la diferencia de tensión puerta-fuente, lo que incrementa la carga del condensador.

Cuando apagas T1, hay corriente fluyendo desde +12 V a través de R2 a la puerta a descarga es la capacitancia.

editar re la actualización de su pregunta dd. 2012-07-09(*)
Apagar significa descargar la puerta a +5 V, y esto ocurre por la corriente a través de R2 y D3. Así que puenteas R pero R2 sigue siendo el factor limitante. Una solución sería intercambiar R2 y T1, de modo que haya más corriente/menos resistencia para descargar la puerta que para cargarla.

\$ \$

_{(*) Utilizo el formato de fecha estándar ISO 8601. Tenemos usuarios de todo el mundo y para algunos 9/07 significa 9 de julio, para otros es 7 de septiembre. La norma ISO 8601 no es ambigua.}

Answer 2

Todas las capacitancias se cargan durante el encendido y se descargan durante el apagado.

Las "convenciones de polaridad" para un MOSFET de canal P son opuestas a las de un MOSFET de canal N, lo que puede resultar confuso.

Con un FET de canal N para encenderlo se carga, por ejemplo, la capacitancia puerta-fuente tirando de la puerta +ve con respecto a la fuente para que la corriente convencional fluya hacia la puerta o los electrones fluyan hacia fuera.

En un FET de canal P, para encenderlo se carga, por ejemplo, la capacitancia puerta-fuente tirando de la puerta en sentido negativo con respecto a la fuente, de modo que la corriente convencional fluye fuera de la puerta o los electrones fluyen hacia ella.
Con un FET de canal P

Como Steven señala, los condensadores se cargan de cualquier manera
(sólo hay que darle la vuelta al cerebro).

Haga esto para que su MOSFET viva :

He visto algunos circuitos en los que colocan(y recomiendan) un diodo zener entre fuente y puerta de Q2(ánodo en puerta y cátodo en terminal fuente) en paralelo a R2. ¿Es necesario?

Esta es la razón principal por la que respondo a esta pregunta.
SIEMPRE uso un zener de puerta a fuente (ánodo a fuente) cuando hay una carga inductiva y tiendo a usar uno como regla general cuando hay alguna posibilidad de que la carga pueda ser "interesante".

La función del zener es bloquear la puerta por debajo del valor nominal Vgs_max, pero no afectarla en condiciones normales de funcionamiento. Esto se debe a que se puede formar una gran "Capacitancia Miller" parásita de drenaje a puerta * que acopla la señal de drenaje a la puerta. Si hay un transitorio positivo de drenaje rápido y grande (como durante el apagado inductivo) esto se puede acoplar en el circuito de puerta y conducir Vgs por encima de Vgsmax. Vgs máx. suele ser de 20 V para la mayoría de los MOSFETS, de unos 10 V para los FET lógicos y de unos 5 V en el caso de algunos FET lógicos especializados con Vgs_th muy baja.
La tensión nominal de la puerta es una función de la capa de óxido de la puerta y puede ser fácilmente perforada por tensiones sólo ligeramente superiores al valor nominal.
Tuve un producto que moría en cuestión de minutos cuando no se instalaba un zener de fuente de puerta, pero que funcionaba de forma fiable indefinidamente con un zener.

Algunas personas utilizan un diodo Schottky de fuente de puerta con polarización inversa durante el uso normal. El objetivo es bloquear las transiciones de puerta negativas a valores muy bajos y, de este modo, amortiguar y detener las señales parásitas de timbre de puerta, que pueden ser muy divertidas.

Otra forma de amortiguarlas es colocar una perla de ferrita sobre el cable de la puerta.
Sin embargo, cuando se utiliza un zener nunca he tenido problemas con las oscilaciones de la puerta.
Tanto el zener como el Schottky podrían utilizarse juntos si se desea.

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Efecto Miller

El efecto Miller es la aparición de un condensador de puerta a drenaje de un valor aproximado de C_drenaje-puerta x ganancia. Como la ganancia puede ser alta, la capacitancia efectiva también puede ser peligrosamente alta.

IR - Fundamentos de los MOSFET de potencia - por la fig. 10.

Resistencia y efecto en amplificadores de válvulas

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Otros:

Es poco probable que sea de relevancia directa aquí, pero tenga en cuenta el modo cascode utilizado para superar los malos efectos de la capacitancia Miller. Debatido en profundidad aquí . Q1 se acciona de forma convencional, pero acciona el drenaje de la etapa de salida de alta tensión en modo de puerta común. Ver artículo.

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Añadido: Re su diagrama.

Schottky y zener en paralelo. Es necesario invertir la polaridad del zener. El zener funciona cuando la puerta suena demasiado baja. Schottky cuando suena alto. El Schottky y el zener, cuando se utilicen, deben estar en la puerta y la fuente, no detrás de R. Montarlos física y eléctricamente cerca del FET.
R limita la velocidad de encendido - reduce la EMI y las pérdidas de conmutación de la puerta. Arte negro.

Este circuito se desconectará lentamente debido al accionamiento resistivo de la puerta de desconexión. OK en la mayoría de los casos de encendido / apagado - bot en frecuencias smps.

D3 no es obviamente útil.