FET-Gate-Schutz

Es wäre nicht übertrieben, das isolierte Gate eines FET als einen recht sensiblen Teil davon zu bezeichnen, der individuellen Schutz benötigt. Das Aufbrechen des Deckels ist ein ziemlich einfaches Phänomen. Dies kann mehrere Ursachen haben: elektrostatische Aufladung, parasitäre Schwingungen in den Steuerkreisen und natürlich der Miller-Effekt, wenn eine am Kollektor durch kapazitive Kopplung entstehende Überspannung schädliche Auswirkungen auf das Gate hat.

Auf die eine oder andere Weise können diese Ursachen verhindert werden, indem die Einhaltung der Regeln für den Transistorbetrieb zuverlässig sichergestellt wird: Überschreiten Sie nicht die maximal zulässige Gate-Source-Spannung, sorgen Sie für eine zuverlässige und rechtzeitige Sperrung, um Durchströme zu vermeiden, und stellen Sie die Anschlussdrähte von Steuerstromkreisen wie folgt her möglichst kurz (um die geringste parasitäre Induktivität zu erreichen) sowie für maximalen Schutz der Steuerkreise selbst vor Störungen. Unter solchen Bedingungen kann sich keiner der aufgeführten Gründe manifestieren und den Schlüssel beschädigen.

Was das Gate selbst betrifft, ist es daher sinnvoll, spezielle Systeme zu seinem Schutz zu verwenden, insbesondere wenn die Verbindung des Treibers mit dem Gate und der Quelle aufgrund der Designmerkmale des zu entwickelnden Geräts nicht eng erfolgen kann. In jedem Fall fällt die Wahl beim Schutz der Motorhaube auf eines von vier Hauptschemata, von denen jedes für bestimmte Bedingungen ideal ist, auf die im Folgenden eingegangen wird.

Ein einzelner Widerstand

Ein einfacher Gate-Schutz gegen statische Elektrizität kann durch einen einzelnen 200-kΩ-Widerstand bereitgestellt werden, wenn dieser nebeneinander installiert wird zwischen Drain und Source des Transistors… Bis zu einem gewissen Grad kann ein solcher Widerstand das Aufladen des Gates verhindern, wenn aus irgendeinem Grund die Impedanz der Treiberschaltungen eine negative Rolle spielt.

Eine Einzelwiderstandslösung ist ideal zum Schutz eines Transistors in einem Niederfrequenzgerät, wo er direkt eine rein ohmsche Last schaltet, d. h. wenn keine Induktivität oder Transformatorwicklung im Kollektorkreis enthalten ist, sondern eine Last wie eine Glühlampe Lampe oder LED, wenn der Miller-Effekt nicht ausgeschlossen ist.

Zenerdiode oder Schottky-Suppressor (TVS)

Ein Klassiker des Genres zum Schutz von Transistorgattern in Netzschaltwandlern – eine Zenerdiode im Paar mit Schottky-Diode oder bedrückend. Durch diese Maßnahme wird die Gate-Source-Schaltung vor dem zerstörerischen Einfluss des Miller-Effekts geschützt.

Je nach Betriebsart des Schalters wird eine 13-Volt-Zenerdiode (mit 12-Volt-Treiberspannung) oder ein Entstörer mit ähnlich typischer Betriebsspannung gewählt. Wenn Sie möchten, können Sie hier auch einen 200-kΩ-Widerstand hinzufügen.

Der Zweck des Suppressors besteht darin, Impulsgeräusche schnell zu absorbieren. Wenn daher sofort bekannt ist, dass die Betriebsart des Schalters schwierig sein wird, erfordern die Schutzbedingungen, dass der Begrenzer hohe Impulsleistungen ableitet und sehr schnell reagiert. In diesem Fall ist es besser, einen Entstörer zu wählen. Für weichere Modi eignet sich eine Zenerdiode mit Schottky-Diode.

Schottky-Diode im Treiberstromkreis

Wenn der Niederspannungstreiber auf der Platine in der Nähe des gesteuerten Transistors installiert wird, kann zum Schutz eine einzelne Schottky-Diode verwendet werden, die zwischen das Gate des Transistors und den Niederspannungsversorgungskreis des Treibers geschaltet wird. Und selbst wenn aus irgendeinem Grund Wird die Gate-Spannung überschritten (sie wird höher als die Treiberversorgungsspannung plus dem Spannungsabfall an der Schottky-Diode), gelangt überschüssige Ladung einfach in den Treiberversorgungskreis.

Professionelle Entwickler von Leistungselektronik empfehlen den Einsatz dieser Lösung nur, wenn der Abstand vom Schlüssel zum Treiber 5 cm nicht überschreitet. Auch der oben erwähnte statische Schutzwiderstand schadet hier nicht.