问题：我依照资料表的指示在电路图中用了一个10Ω电阻，但在启动时仍遇到振铃现象。为何我的热插拔电路会出现振荡？
解答：
采用高侧N通道MOSFET开关的热插拔零件在启动供电与限流时可能会出现振荡现象。虽然这早就不是新问题，但厂商的资料表往往缺乏解决此类问题的详细资讯。虽然简单地加入一个小闸极电阻就能轻松解决问题，但如果不了解底层的原理，设计出的电路就可能容易遇到振荡现象。
包括热插拔、突波抑制器、电子保险丝、以及理想二极体控制器，这些采用高侧N通道MOSFET (NFET)的元件在启动以及进行电压/电流调节时，可能会遇到振荡现象。资料表通常只会简短提及此项问题，以及建议加入一个小闸极电阻来修正问题。然而，若是没有明白了解造成振荡的根本原因，设计者可能会把闸极电阻放在电路中不适当的位置，使得电路容易出现振荡现象。本文将探讨寄生振荡背后的原理，以及避免重新设计整个电路板的走线。
在一开始，由于从NFET的闸极看进去电阻是无限大的，因此加入闸极电阻看似多此一举。使用者可能会略过这个零件，而且不会看到后果，也不会质疑闸极电阻是否真的有必要使用。从闸极线路开始，闸极节点本身就具有谐振电路的各种元件。冗长的电路板布线会向邻近的接地层引入生寄生电感与分布电容，进而与接地面之间形成一条高频通道。针对高安全工作区(SOA)进行最佳化的功率场效电晶体，其闸极电容达到奈法拉的级别，在许多应用中为提高处理电流的能力会将多个FET并联，导致闸极电容出现累加的情况。另外用来钳制FET V
GS
闸极电压的稽纳二极体也会增加寄生电容(虽然远小于功率场效电晶体的C
ISS
)。
图
1
显示一个典型PowerPath控制器，以及其具有的各种寄生效应。
图
1
：典型
PowerPath
控制器。
当电路旋转后(
如图
2
所示)，其和考毕兹振荡器(Colpitts oscillator)的相似性就很明显(
如图
3
所示)。它是一个拥有增加增益的谐振电路，能稳定产生持续的振荡。这种组态可在采用N通道场效电晶体的PowerPath控制器中看到。
图
2
：旋转后的
PowerPath
控制器。
图
3
：
Colpitts
振荡器。
Colpitts振荡器采用缓冲器透过电容分压器提供正反馈。在PowerPath控制器中，是透过场效电晶体来实现。由于其设定成共汲极/源极随耦器的组态，因此能作为AC缓冲器，在更高的汲极电流下发挥更好的效能。电容分压器顶端的讯号被注入到分压器的中部，导致分压器顶端的讯号上升(整个程序不断重复)
场效电晶体没有完全增强时，仍可能发生振荡现象：
在初期启动期间，闸极电压逐渐提高，输出电容也被充入电荷
-
当电流被调节时(如果控制器采用主动限流机制)
-
当电压被调节时(如在波抑制器中所见)
为验证Colpitts振荡器拓扑切换FET的概念，这里建构一个没有闸极驱动IC的电路(
如图
5
所示)。FET的C
GS
(在
图
4
中未显示成一个离散式元件)和C2共同形成一个分压器。
图
4
：
NFET
的测试电路作为一个
Colpitts
振荡器。
图
5
：电路的原型。
图
6
：示波器截图显示在导入直流时的振荡。
图
6
显示观察到的振荡，支援一个高侧NFET开关组成Colpitts拓扑的状态。
现在转到热插拔振荡器，看看它是否能被修改而引发振荡。这里使用展示机板来启动一个电容负载。在启动期间，闸极电压以固定的dV/dt变化率逐渐升高，输出讯号也随之变化。从I
INRUSH
= C
LOAD
× dV/dt公式来看，流入输出电容的瞬时电流是由电压变化率dV/dt来控制的。想要提高FET的跨导(g
m
)，瞬时电流应设成相对较高的3A。测试设定(
如图
7
所示):
-
欠压与过压功能被关闭
-
C
TRACE
代表布线电容，其本身是一个离散式的10nF陶瓷电容
-
L
TRACE
是一个离散式的150nH电感，置于LT4260的GATE接脚与NFET的闸极之间，代表布线电感
-
使用一个2mΩ的感测电阻将回退电流限制设定为10A
-
68nF闸极电容将启动时间延长至数十毫秒，在启动期间FET容易遇到振荡现象
-
含有15mF的输出电容的电路在启动期间会产生大量的瞬时电流，进而使场效电晶体的跨导g
m
增加
-
12Ω的负载能为FET的g
m
跨导提供额外的电流
图
7
：简化的测试电路。
图
8
：在启动过程中，示波器撷取到逐渐衰退的振荡。
观察
图
8
所示的波形，一旦闸极电压升高到FET的阈值电压，GATE闸极与OUT输出波形就会呈现振铃现象。GATE波形的突然变化，导致瞬时电流的过冲，进而造成振铃，振铃最终会慢慢消退。
要将瞬时振铃推向持续振荡，FET的增益就必须增加。藉由将V
IN
电压从12V提高到18V，负载电流和跨导g
m
都会增加。这会放大正向回馈使其足以维持振荡，
如图
9
的示波器撷取波形。
图
9
：提高
V
IN
电压从而在示波器中看到持续振荡。
图
10
：加入闸极电阻的展示机板测试电路。
现在问题已获得重现，接着我们实作各界熟知的修正方案：10Ω电阻和电感串联(
如图
