Trinamic TMC603-EVAL evaluation Board TMC603-EVAL 데이터 시트

TMC603 DATA SHEET (V. 1.05 / 11. Mar. 2009) 

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Copyright © 2008 TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG 

Do not add gate series resistors to your MOSFETs! This would eliminate the effect of the Q

GD

 

protection.  Gate  series  resistors  of  a  few  Ohms  only  may  make  sense,  when  paralleling 
multiple MOSFETs in order to avoid parasitic oscillations due to interconnection inductivities. 

 
5.2.7 

Whenever inductive  loads are driven, the inductivity  will try  to sustain current when current becomes 
switched  off.  During  bridge  switching  events,  it  is  important  to  ensure  break-before-make  operation, 
e.g. one MOSFET becomes switches off, before the opposite MOSFET is switched on. Depending on 
the actual direction of the current, this results in a short moment of a few 100 nanoseconds, where the 
current flowing through the inductive load forces the bridge output below the lower supply rail or above 
the  upper  supply  rail.  The  respective  MOSFET  bulk  diode  in  this  case  takes  over  the  current.  The 
diode  saturates  at  about  -1.2V.  But  the  bulk  diode  is  not  an  optimum  device.  It  typically  has  reverse 
recovery  time  of  a  few  ten  to  several  100ns  and  a  reverse  recovery  charge  in  the  range  of  some 
100nC or more. Assuming, that the bulk diode of the switching off MOSFET takes over the current, the 
complementary  MOSFET  sees  the  sum  of  the  coil  current  and  the  instantaneous  current  needed  to 
recover  the  bulk  diode  when  trying  to  switch  on.  The  reverse  recovery  current  may  even  be  higher 
than  the  coil  current  itself!  As  a  result,  a  number  of  very  quick  oscillations  on  the  output  appear, 
whenever  the  bulk  diode  leaves  the  reverse  recovery  area,  because  up  to  the  half  load  current 
becomes  switched  off  in  a  short  moment.  The  effect  becomes  visible  as  an  oscillation  due  to  the 
parasitic inductivities of the PCB traces and interconnections. While this is normal, it adds high current 
spikes, some amount of dynamic power dissipation and high frequency electromagnetic emission. Due 
to its high frequency, the ringing of this current can also be seen on the gate drives and thus can be 
easily mistaken as a gate driving problem. 
 

U

BMX

-1.2V

V

VM

Phase of switching 

event

I

HS

0A

normal slope

LS bulk diode 

conducting I

OUT

overshoot + 

ringing

I

LSBULK

0V

HS curr. 

rise up to 

I

OUT

switching 
complete

HS starts 

conducting

0A

HS takes over 

output current

LS bulk 
reverse 

recovery

I

OUT

-I

OUT

 

 
A further conclusion from this discussion: Do not set the bridge slope time higher than or near to the 
reverse recovery time of the MOSFETs, as the parasitic current spikes will multiply the instantaneous 
current across the bridge. A plausible time is a factor of three or more for the slope time. If this cannot 
be tolerated please see the discussion on adding Schottky diodes. 
 
5.2.8 

In  order  to  avoid  effects  of  bulk  diode  reverse  recovery,  choose  a  fast  recovery  switching  MOSFET. 
The  MOSFET  transistors  can  also  be  bridged  by  a  Schottky  diode,  which  has  a  substantially  faster 
reverse recovery time. This Schottky diode needs to be chosen in a  way that it can take over the full 
bridge current for a short moment of time only. During this time, the forward voltage needs to be lower 
than the MOSFETs forward voltage. A small 5A diode like the SK56 can take over a current of 20A at 
a forward voltage of roughly 0.8V.