Tiempos de conmutación de MOSFET calculados frente a medidos

Actualmente estoy evaluando varios MOSFET de potencia observando sus tiempos de encendido y apagado.

Mis pruebas han empleado algunos controladores de puerta diferentes, sin embargo, la mayor parte de mis pruebas son con el controlador de puerta IC ST Micro L6491.

El MOSFET con el que espero continuar en mi proyecto es el Nexperia PSMNR90-40SSH .

Haciendo referencia al documento AN608A de Vishay y los siguientes parámetros de la hoja de datos PSMNR90-40SSH, calculé lo siguiente como los tiempos de encendido y apagado.

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Después de configurar un circuito de prueba con una resistencia de compuerta de 24 ohmios, las siguientes son las imágenes de alcance para el encendido y apagado total de este MOSFET. Estas medidas suponen que el encendido es del 10 % Vgs al 10 % Vds y el apagado es del 90 % Vgs al 90 % Vds. La carga en el circuito de prueba es una resistencia de película gruesa de 3 ohmios.

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Encendido = 452ns Apagado = 636ns

He realizado alrededor de una docena de conjuntos de mediciones utilizando varios valores de resistencia de puerta y con otros tres MOSFET; todas mis medidas son valores que superan con creces las estimaciones calculadas.

Encontré un modelo SPICE para el PSMNR90-40SSH y modelé el circuito de prueba en NI Multisim. Las medidas de encendido y apagado fueron:

Encender = 180ns Apagar = 438ns

¿Cómo considero la discrepancia entre los tiempos calculados y los valores medidos? ¿Cómo calculan otras personas los tiempos de cambio precisos? ¿Hay alguna consideración que debería estar haciendo que pueda haber supervisado?

Los parásitos de diseño como la inductancia de fuente y puerta, por ejemplo, pueden tener un gran impacto en los tiempos de conmutación.
No debe usar una sonda x1 para este BW. Use una sonda FET amortiguada o use una sonda pasiva 10x con el resorte helicoidal y la punta de la sonda y el clip de tierra retirados. luego calibrarlo. También importa el diseño.
¿Podría explicar por qué es importante la punta de la sonda? Estoy de acuerdo en que el diseño marca la diferencia, pero ¿por cuánto?
Es la inductancia del cable de tierra la que puede causar problemas. 8 nH/cm más o menos con capacitancia coaxial puede resonar. ¿Usó coaxial corto 1: 1 y luego 30 pF / ft?
la meseta larga en Turn ON me dice que 24 ohmios es menos óptimo que 5 ohmios, pero eso es lo que usaron. El acoplamiento a tierra también agrega capacitancia pero reduce la impedancia
Estoy usando las sondas que vienen con el visor. Cambiaré a 10x y veré qué diferencia hace... Sospecho que no cargará el circuito tan mal como el 1x.
Haga 2 pines de prueba con un cable de resistencia, luego incline la punta expuesta y el anillo de la sonda 10: 1 para mediciones precisas de alta velocidad de baja inductancia, luego compre la sonda de resorte de bucle gnd
También trace los Vgs para verificar el tiempo de subida
Una vez que haya resuelto las cosas de la sonda, sería genial agregar la sonda y los parásitos de diseño a su simulación SPICE/Multisim y ver qué tan cerca puede llegar a sus valores medidos.
Muestre el diagrama del circuito y la foto del cableado.
@TonyStewartEE75.... ¡Me acabo de dar cuenta de que estás en el vecindario! ¿Podría ampliar/aclarar lo que quiso decir con "Hacer 2 pines de prueba con un cable de resistencia..."?
Claro, Mike, invítame a ayudarte con la prueba. Era una forma de hacer puntos de prueba fáciles con la punta y la correa de tierra quitadas para un sondeo de ESL bajo. El cable de resistencia es de acero, por lo que es rígido y fácil de agregar a las placas para depuración, digamos 1/2 ~ 1 cm de separación para señal - tierra. O use el resorte de la sonda en pares de almohadillas electronics.stackexchange.com/questions/431844/…

Respuestas (1)

Habiendo acortado y usado un cable de calibre más grande desde el controlador hasta la puerta, y lo más importante, cambiando mi técnica de sondeo (x10, ruta de tierra acortada), pude obtener un tiempo que estaba más en línea con mi estimación calculada (~ 160 ns con una resistencia de puerta de 24 ohmios). La tierra de la sonda era demasiado larga; Adjunté mi terreno a una ubicación más adecuada.

A continuación se muestra la forma de onda que muestra el tiempo de activación de este MOSFET con 24 ohmios.

captura de pantalla del osciloscopio

En resumen, el diseño y la técnica de sondeo adecuada marcan una gran diferencia.

La inductancia será de alrededor de 10 nH/cm pero dependiendo de la relación w/l.
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