Efecto reductor de la capacitancia parásita MOSFET con resistencia en serie con puerta

Tengo un MOSFET en serie con la salida de mi amplificador para cambiar la salida del amplificador al circuito aguas abajo. Mi amplificador ve la capacitancia parásita del MOSFET como una capacitancia de carga y daña su estabilidad. La puerta es impulsada por una señal de CC que enciende/apaga el MOSFET. El cuerpo está polarizado a un voltaje de CC negativo. Estoy pensando en usar una resistencia en serie con la puerta y una resistencia en serie con el cuerpo para reducir el efecto de la capacitancia de drenaje de puerta, fuente de puerta, drenaje de cuerpo y fuente de cuerpo.

Pregunta

¿Existen ventajas y desventajas al colocar una resistencia en serie con la compuerta y el cuerpo?

Soy consciente de que la velocidad de conmutación del MOSFET depende de la constante de tiempo de la resistencia en serie y la capacitancia de la puerta.

Gracias por tu ayuda

Estoy más preocupado por el diodo del cuerpo del mosfet que está agregando en serie a la salida. ¿Su diseño tiene en cuenta este diodo?
Sí, el sustrato está polarizado a -5 V para asegurarse de que el diodo del cuerpo tenga polarización inversa. Los rieles de mi amplificador son +/-5, por lo que el drenaje/fuente nunca será más negativo que el sustrato.
Si está utilizando el mosfet como un refuerzo de corriente para el amplificador operacional en una configuración de retroalimentación negativa, hay mejores formas de compensar la estabilidad del bucle que preocuparse por la puerta. También cuál es su ancho de banda deseado
No es un impulso actual. Es un interruptor en serie con la salida. La puerta es impulsada por una MCU para controlar el interruptor. Estoy tratando de llegar a alrededor de 200MHz. Mi especificación es ancho de pulso en lugar de ancho de banda, por lo que mi cifra de ancho de banda es floja.
¿Cuál es tu pregunta actual?, sé específico
Edité mi pregunta. ¿Está claro ahora?
Las resistencias en serie con el cuerpo arrojan todo tipo de alarmas de bloqueo en mi cabeza, y no es posible en todos los procesos (estamos hablando de diseño de circuitos integrados, ¿verdad?)
@W5VO este es un diseño de nivel de placa, no IC. No he pensado en engancharme. Lo miraré.

Respuestas (2)

La resistencia en la puerta estaría bien, ralentizará su conmutación, pero eso no parece ser un problema para su diseño.

Con respecto al cuerpo, si se tratara de un IC, lo desaconsejaría encarecidamente, pero al ser un transistor discreto, no veo mucho problema. El nodo del cuerpo se moverá con la señal de control, pero mantendrá la polarización adecuada.

Sin embargo, no está reduciendo las capacitancias. Lo que está haciendo es introducir un cero en su respuesta, lo que debería mejorar su margen de fase. Los inductores también podrían funcionar.

Pero, a 200 MHz, tendrá un acoplamiento de señal a través del FET. La forma en que estos interruptores normalmente se juntan es con tres dispositivos en una configuración en T con el medio conectado a tierra. Debería considerar usar un conjunto de diodos acoplados a CA como interruptores. Menos parásitos de los que preocuparse.

Solo por curiosidad, ¿por qué lo desaconsejaría para un IC?
Porque tener un pozo con un voltaje que se agita podría causar que la unión del sustrato del pozo se polarice hacia adelante, lo que desencadenaría una condición de enganche que podría destruir todo el IC. Está hecho para algunos diseños, pero debe tener mucho cuidado con el diseño de ese pozo y las áreas adyacentes.
¿Cuándo tienes corriente en el sustrato? ¿Es solo la corriente alterna de frecuencia más alta que la frecuencia de esquina determinada por Rdson y la capacitancia parásita entre el cuerpo fuente y el cuerpo drenador?
@ DavidG25 hay muchos componentes parásitos en un IC, ninguno de los cuales está documentado en modelos tradicionales. Además de los condensadores y las resistencias, tiene diodos parásitos, MOSFET, BJT y SCR. Cualquier diseño debe tenerlos en cuenta, y el diseño de procesos y las reglas de DRC se esfuerzan por minimizar su efecto. Las señales variables inducen corrientes de sustrato a través de capacitancias de unión y capacitancias de sustrato de metal, las técnicas de diseño incorrectas podrían permitir que esas corrientes viajen a una puerta SCR parásita que active el enganche. Un pozo flotante es muy arriesgado en este sentido.

Abordaré las ventajas y desventajas de la resistencia de puerta.

Como se desprende de un modelo MOSFET, hay dos capacitancias parásitas en la puerta: Cgd, Cgs. Además, junto con esto, tiene la inductancia parásita de los cables MOSFET y las pistas de PCB. Entonces, efectivamente, tiene un circuito LC en la puerta. Esto produce un timbre en la terminal de la puerta.

Para amortiguar este zumbido (oscilación de alta frecuencia), se utiliza una resistencia de bajo valor - resistencia de accionamiento de compuerta. En resumen, la resistencia amortigua maravillosamente el timbre, pero tiene sus propios problemas. Enumeraré los pros y los contras de la resistencia de accionamiento de puerta (valores altos y bajos)

Valor Rg bajo

  • constante de tiempo más baja, por lo tanto, conmutación más rápida
  • menores pérdidas de conmutación
  • menos posibilidades de activación parasitaria
  • Pero, ineficaz para amortiguar el timbre en la puerta

Alto valor Rg

  • constante de tiempo más alta, por lo tanto, conmutación más lenta
  • mayores pérdidas de conmutación
  • mayores posibilidades de activación parasitaria
  • pero, extremadamente efectivo para amortiguar el timbre en la puerta

Aquí hay un buen video sobre la resistencia de puerta y sus efectos.