ＭＯＳ ＦＥＴについて

質問

いつもお世話になります。よろしくお願いします。
ＡＣ２４Ｖ半波整流したものを、ＭＯＳ　ＦＥＴ（Ｐチャネル）でスイッチングしています。ＦＥＴはマイコンからの信号でトランジスタを介してＯＮ／ＯＦＦしています。
この回路で、ＦＥＴが勝手にＯＮしている（し続ける）ような症状が発生しています。このような回路で、ＣＭＯＳのラッチアップのような現象は起こるのでしょうか？ラッチアップと言う表現が適切かどうかわかりませんが、よろしくお願い致します。

回答No.1

noname#230359 · ベストアンサー

>>ＦＥＴが勝手にＯＮしている（し続ける）ような症状が発生しています
この症状は、初めから？　　時々？　　１度症状が出ると回路電源を切断してもこの状態が継続する？

パワーMOSFETのゲート・ソース間電圧 VGSS ±20 V　とか規定されています
これ以上の電圧をかけるとゲート・ソース間保護ツェナーダイオードにより、スイッチングされます。

>>ＡＣ２４Ｖ半波整流したものを
この場合無負荷で３２Ｖくらいの電源電圧があります

>>マイコンからの信号でトランジスタを介してＯＮ／ＯＦＦしています
トランジスタからＦＥＴのドライブ方法が記されていませんが、
この電源電圧が直接ＦＥＴのゲートにかかる事はありませんか？？

もしそうであるなら、ゲート・ソース間保護ツェナーダイオードが破壊されてＦＥＴの破壊につながります。

もう少し情報があると、適切な回答が出来そうです。

>>ゲートに40V程度のツェナーダイオード
これは必要ないのでは？？　使用しているＦＥＴにゲート保護のダイオードが入っていなかったら、
１０Ｖ程度のツェナーを（２個直列向きは反対）ゲートーソース間に、入れてみてください、４０Ｖでは高すぎですね。

問題はやはりゲートを直接トランジスターで０Ｖにスイッチングしている点にあります。
今使用しているＦＥＴにゲート保護のダイオードが入っていなかったら、ラッチアップするかもしれません。

ゲートーソース間の抵抗を１Ｋに変更し、ゲートートランジスターの間に２Ｋを追加しましょう
これでＯＮ時はゲートにー８Ｖ程度で済みます、一度お試しください。

スイッチング速度が速い場合は、ゲートーソース間の１ＫではＦＥＴの入力容量を抜ききることが出来ず、
波形がなまって、ＦＥＴが発熱するかもしれません、その場合は各抵抗値を半分として、１/２Ｗ型に変更を。

また、オシロスコープがあるならば、トランジスターの出力を観測して、
電源電圧←→ＧＮＤ間をスイングしている事を確認してください。
スイッチング速度が遅い（数秒に一度程度）のであれば、デジタルテスターでも測定可能です。

参考URL：

http://www.semicon.toshiba.co.jp/prd/tr/doc/pdf/13351b1ac.pdf

お礼

大変ご丁寧な回答ありがとうございます。
ご指摘のとおり、VGSSおよびゲート駆動回路には疑問を持っています。
現在の回路は、PチャネルMOS FETのソースにAC24V半波整流したものを、ドレインに負荷を接続し、ゲートは、ソース－ゲート間に10Kohmでプルアップし、ゲートをNPNトランジスタでGND(0V)に落としてスイッチしています。また、なぜか（？）ゲートに40V程度のツェナーダイオードがぶら下がっています。この症状はまれに現れます。数度電源をON/OFFしてもこの状態を維持することもあるようですが、最終的には元に戻ります。また、今回の件に関係あるかどうかはわかりませんが、AC24Vはかなり歪んでおり、頭が平らで台形波のような波形をしています。
FETのブレークダウン、アバランシェ状態について検証を続けます。
適切な回答と情報をありがとうございます。
今後もよろしくお願いします。

具体的なアドバイスをいただき、ありがとうございます。
煮詰まっていた検討も続けることができそうです。
ゲート回路を中心に検討を進めてみます。
ＦＥＴは初めて使用したのですが、まだまだ勉強不足です。
これからもよろしくお願いします。