Rätt sätt att skydda mosfet gate?

Elektronikrelaterade (på komponentnivå) frågor och funderingar.
Shimonu
Inlägg: 294
Blev medlem: 21 oktober 2015, 22:44:33

Rätt sätt att skydda mosfet gate?

Inlägg av Shimonu »

Vill lära mig hur jag skyddar gate korrekt på en liten mosfet. Jag tänker mig främst som skydd mot ESD.

Jag gjorde en ansats som ser ut såhär efter lite googlande men jag är lite osäker på om motståndet behövs och vilken funktion det har? Eftersom RA_TX är en digital signal från MCU som bör vara max 3.3 V så valde jag en zener med lite marginal.
Bild
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26105
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Aabenraa, Danmark

Re: Rätt sätt att skydda mosfet gate?

Inlägg av Icecap »

Om MOSFET'n är monterat ihop med en krets är gaten INTE i behov för att skydda mot ESD.
Shimonu
Inlägg: 294
Blev medlem: 21 oktober 2015, 22:44:33

Re: Rätt sätt att skydda mosfet gate?

Inlägg av Shimonu »

Jag frågar delvis också för att jag ska lära mig men du har helt rätt.
Ibland har jag dragit signaler till pinnar för att kunna mäta med oscilloskop och därigenom öppnat upp för ESD.

Jag har fått lite blandade åsikter på annat håll men kontentan verkar vara att jag inte är helt fel ute. Motståndet skulle väl kunna ryka och sen byta till en TVS-diod. om jag vill ha ett skydd.
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26105
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Aabenraa, Danmark

Re: Rätt sätt att skydda mosfet gate?

Inlägg av Icecap »

För att skydda ska gaten rent faktisk ha en chans att bli utsatt för ESD.
I denna koppling sker det inte.

En I/O-pin på en μC har redan inbyggda över-/underspänningsskydd.

Men OM gaten hade fått signal utifrån, t.ex. från en brytare eller liknande blir det en ganska annan sak.

Då behövdes det ett pull-down motstånd mellan gate och GND. Det vill säkra ett kontrollerat nivå - och kan såklart vara ett pull-up istället som kan vara vettigt av andra orsaker.

Signalen in till gaten kan sedan begränsas med en zenerdiod - men zenerdioder är lite tröga så jag gör alltid ett RC-lågpassfilter innan o har zenern parallellt med kondingen.

Om man har en extern brytare är det direkt osäkert om man drar ut VCC till att driva den, störningar har då en direkte väg in i hjärtat av systemet.

Då ger det mer mening att ha brytaren mellan GND o signal o ha en pull-up på signalen. Ja, signalen blir noll för ON och ett för OFF - men störningar kan snudd på inte komma in.
Shimonu
Inlägg: 294
Blev medlem: 21 oktober 2015, 22:44:33

Re: Rätt sätt att skydda mosfet gate?

Inlägg av Shimonu »

För att skydda ska gaten rent faktisk ha en chans att bli utsatt för ESD.
I denna koppling sker det inte.
Vill bara dubbelkolla att jag förstår rätt. Om RA_TX skulle gå till en stiftlist är den väl potentiellt utsatt för ESD? Det går väl inte att avgöra från min bild?

Jag känner inte att du ger något tydligt svar på exakt hur jag bör skydda från ESD. Om vi nu antar att gaten kan bli utsatt för ESD.
När du nämner pull-up/down och lågpass-filter så är det mer för att få en stabil signal utan störningar eller ska det också skydda mot ESD? Zener har jag förstått inte är det lämpligaste för ESD-skydd då det är lite långsammare och inte så robusta.
Är då en TVS-diod vad som behövs och det enda som behövs i just ESD-syfte?
Användarvisningsbild
prototypen
Inlägg: 11072
Blev medlem: 6 augusti 2006, 13:25:04
Ort: umeå

Re: Rätt sätt att skydda mosfet gate?

Inlägg av prototypen »

Men det beror på.......
När du sitter och mäter så bör du ha en ESD fri miljö med allt ihopkopplat med ett lämpligt motstånd på någon megaohm.
Jag har hållit på i 43 år och kan nog bara säga haft 2 ESD relaterade fel men då hade vi arbetsbänkar med riktig plastmatta.
Med halvledande matta och om man försöker hålla luften lite fuktig (typ 50 % ) så är det ett marginellt problem med ESD.

Om du kommer med ett reellt projekt så kan vi spåna om vad du bör ha för skydd.
Zenern är som du skriver lite långsam, TVS är snabbare och du kan peta dit en 15 volts då de flesta MOStransistorer tål ± 20 volt på gaten.

Protte
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26105
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Aabenraa, Danmark

Re: Rätt sätt att skydda mosfet gate?

Inlägg av Icecap »

Mitt svar var just ur ESD-synpunkt.

Du skrev att gaten var kopplat till en port-pinne på en 3,3V μC.
Du skrev inget om att MOSFET'en var på ett annat kretskort.

Zenern är OK att skydda med, RC-filtret är - som jag skrev - för att säkra att en långsam zener hinner med och även för att evt. ström begränsas i hela kretsloppet.
Janson1
Inlägg: 1338
Blev medlem: 1 december 2016, 09:06:02
Ort: Marks Kommun

Re: Rätt sätt att skydda mosfet gate?

Inlägg av Janson1 »

Jag har råkat ut för att en MOS-transistor gått sönder då den var lös, det verkar vara den värsta miljön för dom då dom bara tål kanske upp till 50 volt på gaten innan dom blir dåliga. Så dom kräver bra ESD-skydd innan och under monteringen. (Sen har jag givetvis kört igäl x antal också.)
RoPa
Inlägg: 630
Blev medlem: 13 januari 2006, 10:32:06

Re: Rätt sätt att skydda mosfet gate?

Inlägg av RoPa »

Shimonu skrev: 2 oktober 2022, 12:37:18 Jag känner inte att du ger något tydligt svar på exakt hur jag bör skydda från ESD. Om vi nu antar att gaten kan bli utsatt för ESD.
När du nämner pull-up/down och lågpass-filter så är det mer för att få en stabil signal utan störningar eller ska det också skydda mot ESD? Zener har jag förstått inte är det lämpligaste för ESD-skydd då det är lite långsammare och inte så robusta.
Är då en TVS-diod vad som behövs och det enda som behövs i just ESD-syfte?
Det går inte alltid att ge exakta svar då mycket beror på kringliggande krets. Det Icecap föreslog var att i din krets komplettera med en kondensator parallellt med den diod du satt dit för att kompensera för dess tröghet. Det skulle vara "rätt" i din krets, men överflödigt om RA_TX betyder att det sitter en uC där :)
Skriv svar