摘要：本文先介紹了基于功率MOSFET的柵極電荷特性的開(kāi)關(guān)過(guò)程；然后介紹了一種更直觀明析的理解功率MOSFET開(kāi)關(guān)過(guò)程的方法：基于功率MOSFET的導(dǎo)通區(qū)特性的開(kāi)關(guān)過(guò)程，并詳細(xì)的闡述了其開(kāi)關(guān)過(guò)程。開(kāi)關(guān)過(guò)程中，功率MOSFET動(dòng)態(tài)的經(jīng)過(guò)是關(guān)斷區(qū)、恒流區(qū)和可變電阻區(qū)的過(guò)程。在跨越恒流區(qū)時(shí)，功率MOSFET漏極的電流和柵極電壓以跨導(dǎo)為正比例系列，線性增加。米勒平臺(tái)區(qū)對(duì)應(yīng)著最大的負(fù)載電流?？勺冸娮鑵^(qū)功率MOSFET漏極減小到額定的值。

MOSFET的柵極電荷特性與開(kāi)關(guān)過(guò)程

盡管MOSFET在開(kāi)關(guān)電源、電機(jī)控制等一些電子系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用，但是許多電子工程師并沒(méi)有十分清楚的理解MOSFET開(kāi)關(guān)過(guò)程，以及MOSFET在開(kāi)關(guān)過(guò)程中所處的狀態(tài)。一般來(lái)說(shuō)，電子工程師通常基于柵極電荷理解MOSFET的開(kāi)通的過(guò)程，如圖1所示。此圖在MOSFET數(shù)據(jù)表中可以查到。

MOSFET的D和S極加電壓為VDD，當(dāng)驅(qū)動(dòng)開(kāi)通脈沖加到MOSFET的G和S極時(shí)，輸入電容Ciss充電，G和S極電壓Vgs線性上升并到達(dá)門檻電壓VGS(th)，Vgs上升到VGS(th)之前漏極電流Id≈0A，沒(méi)有漏極電流流過(guò)，Vds的電壓保持VDD不變。

當(dāng)Vgs到達(dá)VGS(th)時(shí)，漏極開(kāi)始流過(guò)電流Id，然后Vgs繼續(xù)上升，Id也逐漸上升，Vds仍然保持VDD。當(dāng)Vgs到達(dá)米勒平臺(tái)電壓VGS(pl)時(shí)，Id也上升到負(fù)載電流最大值ID，Vds的電壓開(kāi)始從VDD下降。

米勒平臺(tái)期間，Id電流維持ID，Vds電壓不斷降低。

米勒平臺(tái)結(jié)束時(shí)刻，Id電流仍然維持ID，Vds電壓降低到一個(gè)較低的值。米勒平臺(tái)結(jié)束后，Id電流仍然維持ID，Vds電壓繼續(xù)降低，但此時(shí)降低的斜率很小，因此降低的幅度也很小，最后穩(wěn)定在Vds=Id×Rds(on)。因此通?？梢哉J(rèn)為米勒平臺(tái)結(jié)束后MOSFET基本上已經(jīng)導(dǎo)通。

對(duì)于上述的過(guò)程，理解難點(diǎn)在于為什么在米勒平臺(tái)區(qū)，Vgs的電壓恒定?驅(qū)動(dòng)電路仍然對(duì)柵極提供驅(qū)動(dòng)電流，仍然對(duì)柵極電容充電，為什么柵極的電壓不上升?而且柵極電荷特性對(duì)于形象的理解MOSFET的開(kāi)通過(guò)程并不直觀。因此，下面將基于漏極導(dǎo)通特性解MOSFET開(kāi)通過(guò)程。