¿Por qué encender un MOSFET demasiado rápido hace sonar?

Al revisar las notas de la aplicación, puedo entender que apagarlo (es decir, cuando el voltaje de la fuente de drenaje aumenta) puede causar un timbre debido a un NPN parásito y también al capacitor de la puerta de drenaje que puede cargar la puerta y volver a encender el MOSFET, si el dv /dt es lo suficientemente alto.

Pero, ¿cuál es la razón detrás del timbre al encender el MOSFET? (es decir, cuando el voltaje de la fuente de drenaje está disminuyendo) ¿Cómo sucede exactamente?

Actualizar:

¿Podría ser que cuando las personas se refieren al timbre al encender el MOSFET, se refieren específicamente a medio puente/puente completo, y no a un circuito con solo un MOSFET de lado bajo? (Ya que encender el MOSFET del lado alto causaría un dv/dt positivo en el MOSFET del lado bajo).

referencia a la pregunta original: electronics.stackexchange.com/questions/414759/…
Inductancias y capacitancias parásitas en el bucle por un lado.
@Sin importancia, ¿no está abierto el bucle cuando el interruptor está apagado? no debería haber energía en la inductancia parásita de drenaje, etc. cuando el interruptor está apagado y no fluye corriente ... entonces, ¿de dónde proviene el voltaje de llamada durante el flanco descendente de Vds? (es decir, cuando el interruptor se enciende) (si funciona como se indica en la pregunta original)
Llamar puede significar una cosa para un chico y otra cosa para otro chico. ¿Tiene una toma de forma de onda para descartar especulaciones?

Respuestas (1)

Esquema de la pregunta original:

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Usted pregunta sobre el timbre al encender, esto puede suceder en algunas circunstancias, pero creo que de lo que realmente está hablando es de un breve estallido de oscilación al encender que no es causado por un timbre de circuito LC pasivo, sino más bien por oscilación activa del FET. Intentaré ver cada caso...

Sonando al apagar

El FET está ENCENDIDO, por lo que hay corriente a través de la carga. Cuando el FET se apaga, se forma un circuito LC en serie. Su inductancia es la carga y las trazas, y su capacitancia es el FET's Cds. Dependiendo del diseño, esto puede sonar a altas frecuencias. La solución es cambiar más lentamente agregando una resistencia a la puerta, o agregando un amortiguador, o reduciendo los parásitos mediante un mejor diseño.

Sonando al encender

En este caso el bucle es:

GND - Tapones de desacoplamiento de la fuente de alimentación - Carga - FET - GND

Este bucle tiene inductancia debido a la longitud del cable/traza, y tal vez la carga también tenga algo de inductancia. Por lo tanto, formará un circuito resonante LC con las tapas de desacoplamiento de suministro cuando el FET esté encendido.

Nunca he visto que ocurra esto, pero supongo que podría ocurrir si los valores de los límites de suministro, la inductancia de carga y la resistencia de amortiguación fueran "correctos", pero los valores habituales del límite de suministro serían demasiado altos para formar una buena resonancia. En mi opinión, el escenario más probable para que esto ocurra sería una carga capacitiva de bajo valor, o al menos una carga con un fuerte componente capacitivo.

EMI

Además, un factor muy importante es que si la carga está conectada a través de cables, realmente no desea tener un di/dt alto en ellos, ya sea al encender o apagar, ya que sería un buen bloqueador de radio de banda ancha. Estos controladores FET son capaces de realizar una conmutación muy rápida, lo que es un dolor de cabeza para EMI, y ayuda a reducir la velocidad de la conmutación a "tan rápido como necesite, pero no más rápido".

Timbre al encender revisado

Este convertidor Synchronous Buck no es su esquema original, pero vale la pena mencionarlo:

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En este caso, cuando el FET superior se ENCIENDE, habrá un timbre... aunque la causa real es más sobre el apagado del diodo del cuerpo del FET inferior. Los L y C que forman el circuito resonante son los parásitos del FET inferior.

Oscilación

Es bastante fácil crear un oscilador Colpitts o Hartley no intencional alrededor de su FET, con capacitancias FET, inductancia de paquete, inductancia de diseño, etc.:

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Si el FET tiene suficiente gm en algún momento durante el ciclo de conmutación, puede ocurrir una ráfaga de oscilaciones. Consulta este documento . La frecuencia puede ser extremadamente alta, decenas o cientos de MHz. Este no es un timbre de circuito LC pasivo, es un oscilador activo.

Agregar resistencia (es decir, impedancia real positiva, no imaginaria) a la puerta puede amortiguar este oscilador y evitar que se active. Una perla de ferrita también puede funcionar bien si se selecciona para proporcionar la resistencia deseada a la frecuencia de oscilación y permite que el FET cambie más rápido.

Encontré esta nota de la aplicación: "Oscilación parásita y timbre de los MOSFET de potencia - TOSHIBA Semiconductor", pero solo analiza el timbre cuando se apaga el MOSFET ... ¿tiene algún documento que discuta el timbre cuando enciende el MOSFET? Gracias
Además: ¿no está abierto el bucle cuando el interruptor está apagado? no debería haber energía en la inductancia parásita de drenaje, etc. cuando el interruptor está apagado y no fluye corriente ... entonces, ¿de dónde proviene el voltaje de llamada durante el flanco descendente de Vds? (es decir, cuando el interruptor se enciende) (si funciona como se indica en la pregunta original)
¿Podría ser que cuando las personas se refieren al timbre al encender el MOSFET, se refieren específicamente a medio puente/puente completo, y no a un circuito con solo un MOSFET de lado bajo? (ya que encender el MOSFET del lado alto causaría un dv/dt positivo en el MOSFET del lado bajo)
"¿No está abierto el circuito cuando el interruptor está apagado?" -> Si había corriente en el circuito y el FET se apaga, la energía almacenada en el campo magnético tiene que ir a alguna parte. Puede ser un diodo de volante, una avalancha de FET o un timbre.
pero mi pregunta es sobre cuándo el interruptor está actualmente/anteriormente apagado y queremos encenderlo. cuando el interruptor está apagado, no hay corriente en el circuito, por lo tanto, no hay energía ... ¿no es así?
@Sudoer Creo que el tema puede haber sido la oscilación parásita en lugar del timbre, lo que tiene mucho más sentido.
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