如何正确测量MOSFET尖峰电压：探头及带宽设置

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如何正确测量MOSFET尖峰电压：探头及带宽设置

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测量开关电源输出纹波和功率MOSFET的VDS、VGS电压的时候，通常要去除示波器探头的帽子，直接将探头的信号尖端和地线接触被测量位置的两端，减小地线的环路，从而减小空间耦合的干扰信号，如图1所示。

(a)：去除探头帽

(b)：不去除探头帽

图1：测量时探头帽设置

测量输出电压纹波通常使用20MHz的带宽，测量MOSFET的VDS、VGS电压要使用全带宽才能保证测量结果的准确。

带宽参数在1GHz及以下的示波器通常表现为高斯响应，具有约从-3dB频率的三分之一处开始缓慢滚降的特性。-3dB频率处幅值约为低频幅值的70%（1.414/2)，此频率点为示波器带宽fBW，对应的测量误差约为30%；测量的信号频率比带宽越小，对应测量误差越小。

购买示波器时，通常示波器厂家建议最大带宽为测量的最大频率的3倍，有兴趣的工程师可以计算一下，在0.3fBW频率点处的测量误差是多少，计算结果将会有惊喜的发现。

示波器具有最小的上升时间，高斯频响的示波器，测量的波形按照幅值的10%到90%的标准，设定为上升时间tr，根据Howard W.Johnson原理，为了准确测量上升沿的波形，所测量的上升时间和示波器的带宽满足以下条件：tr=0.35/fBW。

测量的实际系统带宽由示波器带宽和探头带宽共同决定。使用不同的方法和带宽测量的波形如下：

(a)：去除探头帽，全带宽

(b)：去除探头帽，20M带宽

(c)：带探头帽，全带宽

(d)：带探头帽，20M带宽

图2：不同设置测量的波形

从测量的结果可以看到，不同的条件下测量的结果相差较大，任何测量都会有误差，只有正确的设置，才能尽可能的减小误差，提高测量结果的准确性。

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