1.MOSFET相對于三極管的優(yōu)勢

其中一個優(yōu)勢是，MOSFET 器件在高頻開關(guān)應(yīng)用中使用 應(yīng)用非常重要。MOSFET 晶體管更加容易驅(qū)動，因為其控制電極與導(dǎo)電器件隔離，所以不需要連續(xù)的導(dǎo)通電流。一旦 MOSFET 晶體管開通，它的驅(qū)動電流幾乎為零。而且，控制電荷大量減少，MOSFET 晶體管的存儲時間也相應(yīng)大幅減少。這基本上消除了導(dǎo)通壓降和關(guān)斷時間之間的設(shè)計權(quán)衡問題，而開通狀態(tài)壓降與控制電荷成反比。

2.影響開關(guān)性能的最重要的寄生器件

(1)寄生電容

更復(fù)雜的問題由電容器 CGD 在開關(guān)應(yīng)用中 引起， 因為它位于器件輸入和輸出端之間的反饋路徑中。因此，它在開關(guān)應(yīng)用中的 有效值 可能大得多，具體取決于 MOSFET 的漏源電壓。這種現(xiàn)象稱為“米勒”效應(yīng)。

米勒效應(yīng)：

密勒效應(yīng)(Miller effect)是在電子學(xué)中，反相放大電路中，輸入與輸出之間的分布電容或寄生電容由于放大器的放大作用，其等效到輸入端的電容值會擴大1+K倍，其中K是該級放大電路電壓放大倍數(shù)。

密勒電容對器件的頻率特性有直接的影響。

例如，對于BJT：在共射(CE)組態(tài)中，集電結(jié)電容勢壘電容正好是密勒電容，故CE組態(tài)的工作頻率較低。

對于MOSFET：在共源組態(tài)中，柵極與漏極之間的覆蓋電容Cdg是密勒電容，Cdg正好跨接在輸入端(柵極)與輸出端(漏極)之間，故密勒效應(yīng)使得等效輸入電容增大，導(dǎo)致頻率特性降低。

(2)寄生電阻

(3)寄生電感

3.鉗位電感式開關(guān)

開關(guān)模式電源中所用的大多數(shù) MOSFET 晶體管和高速柵極驅(qū)動電路都工作在該工作模式下。

圖中顯示了最簡單的鉗位電感式開關(guān)模型，其中直流電流源代表電感器。在短暫的開關(guān)切換期間，它的電流可以認為是常數(shù)。二極管在 MOSFET 關(guān)斷時提供一條電流路徑，并將器件的漏極鉗位到由電池表示的輸出電壓。

鉗位的概念：鉗位是指將某點的電位限制在規(guī)定電位的措施，是一種過壓保護技術(shù)。產(chǎn)生這個措施的那些電路叫做鉗位電路(clamping circuit)。鉗位電路的作用是將周期性變化的波形的頂部或底部保持在某一確定的直流電平上。從而提高整個電路的工作穩(wěn)定性。在鉗位電路中存在鉗位二極管(clamping diode)，鉗位二極管，產(chǎn)生鉗位電壓。

4.開通過程

(1)第一階段：開通延時：主要給CGS充電，柵極電壓逐漸增大，CGD電壓逐漸減小，漏極電壓電流保持不變。

(2)第二階段：柵極電壓從充電閥值電壓上升到米勒電壓，漏極電流增大，漏極電壓不變。

(3)第三階段：柵極已充電至足夠電壓 ，可以承載完整的負載電流且整流器二極管關(guān)斷。此時，允許漏極電壓下降。當器件上的漏極電壓下降時，柵源極電壓保持穩(wěn)定。這就是柵極電壓波形中的米勒平坦區(qū)域。驅(qū)動器提供的所有柵極電流都被轉(zhuǎn)移，從而對 C GD 電容器充電，以便在漏源極端子上實現(xiàn)快速的電壓變化?，F(xiàn)在，器件的漏極電流受到外部電路(這是直流電流源)的限制，因此保持恒定。

(4)第四階段：通過施加更高的柵極驅(qū)動電壓，充分增強 MOSFET 的導(dǎo)通通道。V GS 的最終幅值決

定了開通期間器件的最終導(dǎo)通電阻。

5.關(guān)斷過程

(1)第一階段：關(guān)斷延遲，需要將 C ISS 電容從初始值放電至米勒平坦電平。過驅(qū)電壓降低，器件的漏極電壓略有上升。漏極的電流保持不變。

(2)第二階段：MOSFET 的漏源電壓從 ID?RDS(on) 上升至最終的 V DS,off 電平，由整流器二極管鉗位至輸出電壓。

(3)第三階段：開始用二極管開通表示，因此為負載電流提供了一個替代路徑。

(4)第四階段：輸入電容完全放電。

6.功率損耗

(1)柵極驅(qū)動損耗

(2)開關(guān)損耗

7.源極電感對開關(guān)性能的影響

源極電感對開關(guān)性能的影響最大。典型電路中寄生源極電感有兩個來源：巧妙集成在 MOSFET 封裝中的源極接合線以及源極引線和共用接地之間的印刷電路板線路電感。這通常是指功率級高頻濾波器電容器和柵極驅(qū)動器的旁路電容器的負電極。加寬電感的線路。