如何正確測量MOSFET尖峰電壓：探頭及帶寬設置

測量開關電源輸出紋波和功率MOSFET的VDS、VGS電壓的時候，通常要去除示波器探頭的帽子，直接將探頭的信號尖端和地線接觸被測量位置的兩端，減小地線的環路，從而減小空間耦合的干擾信號，如圖1所示。

(a)：去除探頭帽

(b)：不去除探頭帽

圖1：測量時探頭帽設置

測量輸出電壓紋波通常使用20MHz的帶寬，測量MOSFET的VDS、VGS電壓要使用全帶寬才能保證測量結果的準確。

帶寬參數在1GHz及以下的示波器通常表現為高斯響應，具有約從-3dB頻率的三分之一處開始緩慢滾降的特性。-3dB頻率處幅值約為低頻幅值的70%（1.414/2)，此頻率點為示波器帶寬fBW，對應的測量誤差約為30%；測量的信號頻率比帶寬越小，對應測量誤差越小。

購買示波器時，通常示波器廠家建議最大帶寬為測量的最大頻率的3倍，有興趣的工程師可以計算一下，在0.3fBW頻率點處的測量誤差是多少，計算結果將會有驚喜的發現。

示波器具有最小的上升時間，高斯頻響的示波器，測量的波形按照幅值的10%到90%的標準，設定為上升時間tr，根據Howard W.Johnson原理，為了準確測量上升沿的波形，所測量的上升時間和示波器的帶寬滿足以下條件：tr=0.35/fBW。

測量的實際系統帶寬由示波器帶寬和探頭帶寬共同決定。使用不同的方法和帶寬測量的波形如下：

(a)：去除探頭帽，全帶寬

(b)：去除探頭帽，20M帶寬

(c)：帶探頭帽，全帶寬

(d)：帶探頭帽，20M帶寬

圖2：不同設置測量的波形

從測量的結果可以看到，不同的條件下測量的結果相差較大，任何測量都會有誤差，只有正確的設置，才能儘可能的減小誤差，提高測量結果的準確性。

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