MOSFET颠覆和恢复

出处:维库电子市场网时间:2024-05-27

  这个想法是,组件冗余(在这种情况下是配对的 MOSFET)将允许一个 MOSFET 仍然正常工作,即使由于宇宙射线事件、单粒子翻转或 SEU(图 1)导致开关电源中的配对 MOSFET 无法正常开关。

  图 1宇宙射线产生的 SEU 可导致组件故障。
  然而,SEU 不一定来自宇宙射线。CMOS 集成电路有时会无缘无故地出现闩锁现象。闩锁现象来自内部四层结构,这些结构看起来非常像 SCR,触发时几乎可以将 +Vcc 导轨引脚短路至地面。与功率 MOSFET 的情况不同,组件冗余可能是不可能的。在这种情况下,SEU 恢复可能是答案。

  图 2是概念性的,但它源自于在更复杂的设计中使用的实际电路。

  图 2 SEU 恢复概念,其中绿色电路容易发生闩锁。
  基本思路是,绿色的 Q1、Q2 等代表容易发生闩锁的集成电路,可能是 CMOS,而蓝色的 V1 等代表闩锁触发器。黄色的 RC 对延迟了闩锁恢复过程,因此可以在示波器上更轻松地看到恢复场景,但我们很快就会移除该 RC 对。
  当 IC 锁存时,它会拉低 +5 伏稳压器的输出。当该电压低于比较器阈值(如图所示为 +3 伏)时,比较器会向功率 MOSFET 发送驱动脉冲,从而进一步降低轨电压,使 IC 锁存器无法维持。当功率 MOSFET 再次关闭时,+5 伏稳压器输出电压恢复正常。

  如果我们现在消除该 RC 延迟,情况将以相同的方式进行,但在这个模拟中,一切都发生得太快,以至于闩锁器件的饱和电压无法在示波器显示屏上看到(图 3)。

  图 3 SEU 恢复,其中 RC 延迟现已消除。
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