理解功率MOSFET的开关损耗

本文详细分析计算开关损耗,并论述实际状态下功率MOSFET的开通过程和自然零电压关断的过程,从而使电子工程师知道哪个参数起主导作用并更加深入理解MOSFET...
MOSEFT 分析：理解功率 MOSFET 的开关损耗

本文详细分析计算开关损耗，并论述实际状态下功率 MOSFET 的开通过程和自然
零电压关断的过程，从而使电子工程师知道哪个参数起主导作用并更加深入理解
MOSFET。

MOSFET 开关损耗

1 开通过程中 MOSFET 开关损耗

功率 MOSFET 的栅极电荷特性如图 1 所示。值得注意的是：下面的开通过程对应
着 BUCK 变换器上管的开通状态，对于下管是 0 电压开通，因此开关损耗很小，
可以忽略不计。




a

图 1 MOSFET 开关过程中栅极电荷特性

开通过程中，从 t0 时刻起，栅源极间电容开始充电，栅电压开始上升，栅极电
压为




其中： ，VGS 为 PWM 栅极驱动器的输出电压，Ron 为 PWM
栅极驱动器内部串联导通电阻，Ciss 为 MOSFET 输入电容，Rg 为 MOSFET 的栅极
电阻。

VGS 电压从 0 增加到开启阈值电压 VTH 前，漏极没有电流流过，时间 t1 为




VGS 电压从 VTH 增加到米勒平台电压 VGP 的时间 t2 为
VGS 处于米勒平台的时间 t3 为




t3 也可以用下面公式计算：




注意到了米勒平台后，漏极电流达到系统最大电流 ID，就保持在电路决定的恒
定最大值 ID，漏极电压开始下降，MOSFET 固有的转移特性使栅极电压和漏极电
流保持比例的关系，漏极电流恒定，因此栅极电压也保持恒定，这样栅极电压不
变，栅源极间的电容不再流过电流，驱动的电流全部流过米勒电容。过了米勒平
台后，MOSFET 完全导通，栅极