电源基础知识——《功率 MOSFET 工作特性》

功率 MOSFET 工作特性

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再次可以看到在关断过程中也有类似的四个明显不同的区间，但是它们都很大程度上受到栅极驱动器电路特性的影响。在通常的应用中，栅极驱动电压相对于栅极阈值会提高到较高水平，以便让 MOSFET 充分导通得到最低的RDs(ON)。

这个高驱动电压提供了一个相对较大的驱动电流，其导通时大小由( VDrive-VThreshold) /RGate决定。然而，在关断时，驱动器输出端口变成低电平，这意味着栅极驱动电流现为(-VThreshold) /RGate,这通常导致实际开关管关断过程缓慢。与开通相比，这些步骤仍然相同，但顺序相反:

区间1 : CGs通过外部驱动电路进行放电，内部栅极电压回落到阂值电压电平，漏极没有任何变化。

区间2:栅极电压开始关断器件，CGD电容可以通过上升的漏极电压和栅极驱动允许的电流进行充电。同样，在此期间，栅极电压和电流都保持相对恒定，流经CGD的电流因受到RGate +RLo阻抗的影响，会减缓整个关断过程。当恒定的测试电流 ID 开始转移到钳位电路并远离MOSFET时，该区间结束。

图3.13     描述 MOSFET 功率开关关断过程的示意图及对应波形

区间3：当漏极电压达到测试电路的钳位电压时,CGD上的电流停止流动，栅极电压继续线性下降到阈值电压，器件开始关断。

区间4:当栅极电压低于阈值时，MOSFET 完全关断，栅源极间电容完全放电完成时，此过程结束。

请注意，在此测试电路和许多SMPS应用中，导通和关断期间，漏极电压变化时漏极电流都是一直在流动。 这导致每次转换时可能产生功率尖峰，一个自然的想法就是让驱动电路频率变得足够高(这样转换时间最小)。这是一个折中的过程，因为将功率器件中的转换损耗减小，则需要更高的驱动电流，这增加了驱动电路的损耗。由于这些开关损耗在每个开关周期都产生，所以驱动器件和功率开关中的总损耗随着开关频率线性地增加(这个问题将在第四章电路拓扑结构一章中进一 步讨论)。