寄生振荡问题是热插拔控制器中相对复杂的现象，特别是在启动和电压或电流调节期间。在确保电路稳定性和使用N沟道应用（例如，可更换控制器、浪涌保护器、电子保险丝、MOSFET (NFET) 的理想二极管控制器）时，了解原因和原理非常重要。寄生振荡通常会导致性能下降。电路的性能会下降，甚至影响整个系统的可靠性。本文详细分析了寄生振荡的原因和工作原理。

一、什么是寄生振荡

寄生振荡是一种不需要的高频振荡现象，通常由电路引起。它是由电路中无意形成的谐振路径引起的。如果电路设计中寄生电感、电容和反馈路径没有得到适当控制，热插拔控制器MOSFET很容易受到这种振荡的影响，从而导致MOSFET工作不稳定并可能损坏。为高要求而设计的领先器件的安全工作区(SOA)，尤其是热插拔控制器的电流调节、浪涌保护或理想二极管控制器应用，寄生振荡的发生主要原因如下。

二、主要原因

1. 寄生电感

存在交换控制器往往会产生寄生电感。在走线本身中引入寄生电感和分布电容。当走线很长时，这些寄生效应尤其大，并且可以与FET的输入电容形成谐振电路，从而产生高频。该路径代表正反馈环路并允许谐振电路自发振荡。

2. MOSFET栅极电阻不足

如果设计时没有为MOSFET栅极添加适当的栅极电阻，则可能会发生振荡。即使MOSFET的栅极阻抗非常高，实际栅极节点处也可能存在寄生现象，但添加一个小电阻（通常在10Ω左右）可以显著减少栅极节点处的振铃并防止其发生。高跨导 (gm) MOSFET通常具有几个纳法拉的栅极电容。当多个FET通常配备VGS齐纳二极管时尤其如此。然而，这也增加了寄生电容，增加了寄生振荡的可能性。此外，MOSFET的跨导增益增大，电容反馈效应也增强，从而产生振荡。

3. 布局无效

在热插拔控制器布局中，如果MOSFET和控制器芯片之间的PCB走线过长或不控制走线的寄生参数，则寄生电感将增大，电路将因寄生电容的作用更容易发生自激振荡。因此，将栅极电阻尽可能靠近FET栅极放置可以减少寄生效应对电路的影响。

三、寄生振荡的工作原理

为了更好地理解寄生振荡是如何发生的，可以将热插拔控制器的FET电路与考毕兹振荡器进行比较。考皮兹振荡器是增益振荡器。谐振电路通过电容分压器提供正反馈，并且FET的配置类似于考毕兹振荡器的组件。该环路在上电或电压调节期间发生变化，充当共漏极配置中的缓冲器，并向电容分压器提供反馈以引起振荡。

四、关键内容：栅极电压变化和反馈

寄生振荡通常发生在以下情况下：

1. 启动阶段

栅极电压逐渐增加，同时输出电容器开始充电，产生瞬态电流。MOSFET的栅极电压引起浪涌电流波动，从而引起振荡。

2. 调节

当控制器使用有源电流限制时，电流调节会不断调整栅极电压，使其容易受到反馈振荡的影响。

3. 电压调节期间

电压调节过程中可能会出现反馈，特别是在浪涌保护应用中，导致不稳定的系统振荡。

五、解决寄生振荡的常用方法

1. 增加栅极电阻

为了减少对栅极节点的谐振影响，可在栅极上连接一个大约10Ω的电阻。这个简单的修改有效地减少了振荡，保证了栅极和控制器芯片之间的MOSFET布线电路的平滑启动，使栅极电阻尽可能靠近MOSFET引脚以减少寄生电感的影响，并避免不需要的反馈环路。

2. 降低跨导增益

在某些情况下，相应调整电路设计，降低MOSFET增益，减少寄生振荡的可能性。

3. 减少电容反馈的影响

六、实验验证及效果观察

实验表明，当测试电路的栅极电阻从0Ω逐渐增大到10Ω时，寄生振荡现象逐渐减弱，直至完全消失。该方法不仅可以消除振荡，而且可以防止意外振荡，保持电路在启动过程中的稳定，在实际应用中显示出显著的效果。

寄生振荡是由热引起的。在设计插件控制器时，可以通过增加栅极电阻、优化布局设计、降低跨导增益等方法有效抑制这种现象。工程师在设计过程中必须特别注意寄生参数的影响，以确保系统的稳定性。