MOSFET的分类与区别

MOSFET的分类与区别：

JFET是小信号器件，通态电阻大，常用于射频工作场合；MOSFET，特别是功率MOSFET，现在用于功率场合。对于相同的电压和模片区域，P沟道的通态电阻更高，并且价格也更高。所以绝大多数场合使用NMOS；当然，在一些高端驱动的场合，驱动PMOS要简单的多。

虽然MOSFET常用于同步整理中，但不考虑体二极管MOSFET也是双向导通的——漏极到源极、源极到漏极都可以导通电流。在门极和源极之间加一个电压就可以双向导通了。在同步整流中，这个反向导通直接短路体二极管，因为电流和导通电阻RDSon远小于体二极管的压降。

MOSFET的损耗：

MOSFET的损耗由三部分组成：导通损耗、开关损耗、及门极充电损耗；先讨论导通损耗。导通损耗：

当MOSFET全部导通时，漏源极之间存在一个电阻，这个损耗功率的大小取决于MOSFET 流过的电流大小：P=I2RDSon。但是，值得注意的是，这个电阻会随着温度的升高而增大（典型的关系是：R(T)=R(25℃)*1.007exp(T-25℃)）;因此要想知道MOSFET内部真是结温，就要计算出总的功率损耗，算出由此引起（乘以热阻）的温升是多少，然后，重新计算基于新的温度条件下的电阻值，反复如此计算，直到计算收敛为止。注意，由于真实的热阻并不是很清楚，这种计算一次迭代就足够精确了。如果一次迭代后不收敛，那么损耗功率可能已经超过器件的承受功率了。

关于RDon，你会发现“逻辑电平”FET存在不足，它们的门极阈值电压确实比普通FET要低，但是正常驱动时，它们的导通电阻较大。典型逻辑电平的FET在VGS为4.5V时RDon 值可能是VGS为10V时的两倍。

门极充电损耗；

虽然没有消耗在MOSFET内部，是由于MOSFET有一个等效的门极电容所引起的。（不管消耗在器件上还是门极驱动电阻上。）虽然电容和门极电压关系是极度非线性函数关系，许多器件手册上给出了门极电压达到一定电平值V时总的门极电荷Qg。那么，频率为fs时，这些门极电容产生的损耗为P=Qg*V*fs。注意这里没有系数0.5。如果实际应用中，驱动门极时真实门极电压与手册中的具体数字不同，把手册中的所给的电荷值和两个驱动电压的比值相乘或许是一个比较好的近似。当实际电压大于手册给出的电压时，这种近似更精确。（对于高手来说，近似估计的限制因素是需要知道到底给米勒电容充电所需要的电荷量）

开关损耗：

开关工作MOSFET的第三部分损耗，也是消耗在MOSFET内部的第二个损耗，就是开关损耗。在（非谐振）开通或关断转换的任何时候，晶体管上同时既有电压又有电流流过，这就产生了功率损耗。

假设电流恒定，电压是时间的线形函数，可以估计开关损耗的大小。电流断续模式变换器的开关损耗是：P=Ipk*Vpk*ts*fs/2，电流连续模式变换器的开关损耗是这个值的两倍。该计算中，ts是MOSFET从导通状态到关断状态的转换时间（对于电流连续模式，是从关断到导通的转换时间）；这就是为什么快速驱动门极会使开关损耗更小的原因。

开关功率MOS管三部分损耗，只有两部分消耗在内部导通损耗和开关损耗。通过这些计算对损耗有个很好的认识。在经过封装热阻换算，应该能够知道FET是冷的、热的还是非常热的，如果不是很接近计算的数值，一定什么地方出错了。

关于门极电阻：

通常会在MOSFE的门极串联一个门极电阻。但是如果两只MOSFET并联，是否仍然只使用一个电阻？（这样一来好像阻值为原来的一半）应用中，

每个MOSFET上都要各自分别串联一个单独的门极电阻，不管器件是否并联，即使它们还有其它的电流限制环节，例如串联了笑磁环（珠）。原因是MOSFE除了有电容外（门-源极），还有电感（连接线和焊接点）。电容和电感形成了一个潜在的低阻尼震荡回路。据观测，并联MOS在频率为100MHz处发生震荡！如果使用数字示波器，而且不知道如何捕捉这些震荡信号，可能根本就看不到它们。但是，它们是有损耗的，并产生严重的EMI。门极电阻的作用是限制过大的电流从门极注入源极或者放回到门极，但是，真正重要的还在于抑制震荡。

最大门极电压：

有人用40V的电压驱动MOSFET，以便对门极电容快速充电。这样门极电压可以在很短的时间内上升并超过阈值电压。根本不要考虑这样的方案！为了防止门极电压超过其额定电压（目前通常是20V），需要在门极上接上齐纳二极管，这样造成的损耗可能比原理希望降低的损耗还要大。正确的方案是，用低输入阻抗的电路来驱动门极。用简洁的形式，优秀的驱动电路可以驱动功率MOS管在10ns时间内开通。

datree 08.6.19整理

前段时间看了些关于开关电源和电机驱动的一点内容，觉得有必要把MOS管弄明白。下面摘抄自Ron Lenk的开关电源手册，贴在这里，希望对大家有用。以后会继续整理关于MOS 管的相关知识。