使用高分辨率示波器测量 rds(on) -九游官网下载

您的任务

要计算逆向模式下 mosfet 的 r_ds(on)，用户必须测量漏极电流以及漏-源极电压。但是，由于较高的漏-源极电压（关闭状态）以及在切换过程中产生的峰值电压，使用一般 8 位分辨率的普通示波器很难测量打开状态下相对较小的漏-源极电压。此外，探头未补偿以及错误的探测方法会使信号严重失真，即使是在示波器具备足够动态范围的情况下也会得出错误的测量结果。

测试与测量九游官网下载的解决方案

借助 r&s^®rto/r&s^®rte 数字示波器、r&s^®rto-k17/r&s^®rte-k17 软件选件并结合正确的探测方法，用户可以测量高动态范围条件下 rds(on) 的漏-源极电压。借助于数字低通滤波技术，示波器的垂直分辨率最高可达 16 位，有助于降低噪声并提高信噪比。用户可以将带宽（可选带宽）限制在 10 khz 至 1 ghz（10 位至 16 位）。这样用户就可以看到很小的信号细节，比如开关电源应用中原本会消失在噪声中的漏-源极电压。

应用

通过正确的探测方法以及探头补偿以获得准确的测量值

在测量具有高频分量的信号时，探测的关键在于使探测连接（信号针以及接地）尽可能形成短回路。r&s^®rt-zp10 无源探头的弹性探针和弹簧接地相配合，提供了待测信号的安全探接，使噪声及干扰耦合最小化， 能够直接探测 mosfet 引脚和晶体管。准确的探头补偿对于高分辨率测量也十分重要。未补偿的探头会引入测量误差，导致读数不正确，也可能影响此文所述的差分测量。对于 mosfet 引脚无接地的测量，必须使用有源差分探头。r&s^®rt-zd10 1 ghz 有源差分探头特别有用，因为其附带了一个 10:1 衰减器，可将探头电压测量范围扩展至 70 v dc/46 v ac（峰值）。

高分辨率模式下分析极小的信号细节

r&s^®rto-k17/r&s^®rte-k17 高分辨率选件可使用户灵活提升 r&s^®rto/r&s®rte 数字示波器的分辨率。该软件选件利用数字滤波来增加示波器的分辨率。最高分辨率可达 16 位，用户能够在极高的动态范围下进行详细的分析。简单几步即可快速设置高分辨率模式：

• 按下“mode”按钮
• 在“acquisition”选项卡上按“option mode”，然后选择“high definition”
• 根据需要调整带宽。然后相应的分辨率将自动显示

所选带宽应尽量低以便获得足够高的分辨率，与此同时，为减小因滤波而导致的信号失真，所选带宽也要足够高。理想的测量带宽视具体情况而定。

计算 rds(on) 时避免偏置问题

当测量较大动态范围的电压信号时，需要额外设置才能得出正确的结果。示波器的偏置精度有限，因而不能简单的用 mosfet 漏-源极电压除以漏极电流来计算 r_ds(on)。如果使用 rogowski 探头测量通过 mosfet 漏极引脚的电流，则只能测出漏极电流的交流分量。因此，最终测得的示波器电流将存在直流偏置。

漏极电流在 mosfet 处于打开状态的一定时间段内呈现恒定或几乎恒定的斜度变化，基于这一事实，上述问题可以得到有效解决。如此一来，我们可以在高分辨率模式下使用差分法计算 r_ds(on)：

• 调整示波器的垂直刻度，以便最大漏-源极电压（包括峰值）不超出示波器的输入电压范围。另外，过载及饱和效应也会降低漏-源极电压测量的精度
• 使用缩放模式显示漏-源极电压，以便清晰查看漏-源极电压的斜度变化
• 使用波形平均以消除任何不必要的残余噪声或干扰
• 测量漏-源极电压的斜度以得出 δu_d
• 测量 mosfet 在相同时间间隔 (δu_d) 内的漏极电流斜度以得出 δi_d
• 用 δu_d 除以 δi_d，求出 r_ds(on)

屏幕截图描述了该测量方法。

摘要

r&s^®rto-k17/r&s^®rte-k17 高分辨率选件使用户能够测量可能会消失在一般 8 位示波器噪声中的信号细节。它可以用来测量高动态范围信号，比如开关电源中的 r_ds(on)。需要注意的是，正确的探测方法及准确的探头补偿至关重要，不当操作可能引入较大测量误差。建议在不同条件下进行多次测量，以验证如此高度动态测量的结果，以确保测量值的准确性。