寄生振蕩問題是熱插拔控制器中相對復(fù)雜的現(xiàn)象，特別是在啟動和電壓或電流調(diào)節(jié)期間。在確保電路穩(wěn)定性和使用N溝道應(yīng)用（例如，可更換控制器、浪涌保護(hù)器、電子保險絲、MOSFET (NFET) 的理想二極管控制器）時，了解原因和原理非常重要。寄生振蕩通常會導(dǎo)致性能下降。電路的性能會下降，甚至影響整個系統(tǒng)的可靠性。本文詳細(xì)分析了寄生振蕩的原因和工作原理。

一、什么是寄生振蕩

寄生振蕩是一種不需要的高頻振蕩現(xiàn)象，通常由電路引起。它是由電路中無意形成的諧振路徑引起的。如果電路設(shè)計中寄生電感、電容和反饋路徑?jīng)]有得到適當(dāng)控制，熱插拔控制器MOSFET很容易受到這種振蕩的影響，從而導(dǎo)致MOSFET工作不穩(wěn)定并可能損壞。為高要求而設(shè)計的領(lǐng)先器件的安全工作區(qū)(SOA)，尤其是熱插拔控制器的電流調(diào)節(jié)、浪涌保護(hù)或理想二極管控制器應(yīng)用，寄生振蕩的發(fā)生主要原因如下。

二、主要原因

1. 寄生電感

存在交換控制器往往會產(chǎn)生寄生電感。在走線本身中引入寄生電感和分布電容。當(dāng)走線很長時，這些寄生效應(yīng)尤其大，并且可以與FET的輸入電容形成諧振電路，從而產(chǎn)生高頻。該路徑代表正反饋環(huán)路并允許諧振電路自發(fā)振蕩。

2. MOSFET柵極電阻不足

如果設(shè)計時沒有為MOSFET柵極添加適當(dāng)?shù)臇艠O電阻，則可能會發(fā)生振蕩。即使MOSFET的柵極阻抗非常高，實際柵極節(jié)點處也可能存在寄生現(xiàn)象，但添加一個小電阻（通常在10Ω左右）可以顯著減少柵極節(jié)點處的振鈴并防止其發(fā)生。高跨導(dǎo) (gm) MOSFET通常具有幾個納法拉的柵極電容。當(dāng)多個FET通常配備VGS齊納二極管時尤其如此。然而，這也增加了寄生電容，增加了寄生振蕩的可能性。此外，MOSFET的跨導(dǎo)增益增大，電容反饋效應(yīng)也增強(qiáng)，從而產(chǎn)生振蕩。

3. 布局無效

在熱插拔控制器布局中，如果MOSFET和控制器芯片之間的PCB走線過長或不控制走線的寄生參數(shù)，則寄生電感將增大，電路將因寄生電容的作用更容易發(fā)生自激振蕩。因此，將柵極電阻盡可能靠近FET柵極放置可以減少寄生效應(yīng)對電路的影響。

三、寄生振蕩的工作原理

為了更好地理解寄生振蕩是如何發(fā)生的，可以將熱插拔控制器的FET電路與考畢茲振蕩器進(jìn)行比較。考皮茲振蕩器是增益振蕩器。諧振電路通過電容分壓器提供正反饋，并且FET的配置類似于考畢茲振蕩器的組件。該環(huán)路在上電或電壓調(diào)節(jié)期間發(fā)生變化，充當(dāng)共漏極配置中的緩沖器，并向電容分壓器提供反饋以引起振蕩。

四、關(guān)鍵內(nèi)容：柵極電壓變化和反饋

寄生振蕩通常發(fā)生在以下情況下：

1. 啟動階段

柵極電壓逐漸增加，同時輸出電容器開始充電，產(chǎn)生瞬態(tài)電流。MOSFET的柵極電壓引起浪涌電流波動，從而引起振蕩。

2. 調(diào)節(jié)

當(dāng)控制器使用有源電流限制時，電流調(diào)節(jié)會不斷調(diào)整柵極電壓，使其容易受到反饋振蕩的影響。

3. 電壓調(diào)節(jié)期間

電壓調(diào)節(jié)過程中可能會出現(xiàn)反饋，特別是在浪涌保護(hù)應(yīng)用中，導(dǎo)致不穩(wěn)定的系統(tǒng)振蕩。

五、解決寄生振蕩的常用方法

1. 增加?xùn)艠O電阻

為了減少對柵極節(jié)點的諧振影響，可在柵極上連接一個大約10Ω的電阻。這個簡單的修改有效地減少了振蕩，保證了柵極和控制器芯片之間的MOSFET布線電路的平滑啟動，使柵極電阻盡可能靠近MOSFET引腳以減少寄生電感的影響，并避免不需要的反饋環(huán)路。

2. 降低跨導(dǎo)增益

在某些情況下，相應(yīng)調(diào)整電路設(shè)計，降低MOSFET增益，減少寄生振蕩的可能性。

3. 減少電容反饋的影響

六、實驗驗證及效果觀察

實驗表明，當(dāng)測試電路的柵極電阻從0Ω逐漸增大到10Ω時，寄生振蕩現(xiàn)象逐漸減弱，直至完全消失。該方法不僅可以消除振蕩，而且可以防止意外振蕩，保持電路在啟動過程中的穩(wěn)定，在實際應(yīng)用中顯示出顯著的效果。

寄生振蕩是由熱引起的。在設(shè)計插件控制器時，可以通過增加?xùn)艠O電阻、優(yōu)化布局設(shè)計、降低跨導(dǎo)增益等方法有效抑制這種現(xiàn)象。工程師在設(shè)計過程中必須特別注意寄生參數(shù)的影響，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性。