中心議題：

• 基於功率MOSFET的柵極電荷特性的開關過程
• 基於功率MOSFET的導通區特性的開關過程

解決方案：

• 功率MOSFET動態經過是關斷區、恒流區和可變電阻區
• MOSFET工作於放大狀態，Id電流為Vgs電壓和跨導乘積

本文先介紹了基於功率MOSFET的柵極電荷特性的開關過程；然後介紹了一種更直觀明析的理解功率MOSFET開關過程的方法：基於功率MOSFET的導通區特性的開關過程
，並詳細闡述了其開關過程。開關過程中，功率MOSFET動態的經過是關斷區
、恒流區和可變電阻區的過程。在跨越恒流區時，功率MOSFET漏極的電流和柵極電壓以跨導為正比例係列

，線性增加。米勒平台區對應著最大的負載電流。可變電阻區功率MOSFET漏極減小到額定的值。

MOSFET的柵極電荷特性與開關過程盡管MOSFET在開關電源、電機控製等一些電子係統中得到廣泛的應用，但是許多電子工程師並沒有十分清楚的理解MOSFET開關過程

，以及MOSFET在開關過程中所處的狀態。一般來說，電子工程師通常基於柵極電荷理解MOSFET的開通的過程
，如圖1所示。此圖在MOSFET數據表中可以查到。


MOSFET的D和S極加電壓為VDD，當驅動開通脈衝加到MOSFET的G和S極時，輸入電容Ciss充電，G和S極電壓Vgs線性上升並到達門檻電壓VGS(th)，Vgs上升到VGS(th)之前漏極電流Id≈0A
，沒有漏極電流流過
，Vds的電壓保持VDD不變。
當Vgs到達VGS(th)時，漏極開始流過電流Id，然後Vgs繼續上升，Id也逐漸上升，Vds仍然保持VDD。當Vgs到達米勒平台電壓VGS(pl)時，Id也上升到負載電流最大值ID
，Vds的電壓開始從VDD下降。米勒平台期間，Id電流維持ID
，Vds電壓不斷降低。

米勒平台結束時刻
，Id電流仍然維持ID，Vds電壓降低到一個較低的值。米勒平台結束後，Id電流仍然維持ID，Vds電壓繼續降低，但此時降低的斜率很小，因此降低的幅度也很小
，最後穩定在Vds=Id×Rds(on)。因此通常可以認為米勒平台結束後MOSFET基本上已經導通。

對於上述的過程，理解難點在於為什麼在米勒平台區
，Vgs的電壓恒定
？驅動電路仍然對柵極提供驅動電流，仍然對柵極電容充電
，為什麼柵極的電壓不上升
？而且柵極電荷特性對於形象的理解MOSFET的開通過程並不直觀。因此，下麵將基於漏極導通特性理解MOSFET開通過程。

MOSFET的漏極導通特性與開關過程MOSFET的漏極導通特性如圖2所示。MOSFET與三極管一樣，當MOSFET應用於放大電路時，通常要使用此曲線研究其放大特性。隻是三極管使用的基極電流

、集電極電流和放大倍數，而MOSFET使用柵極電壓
、漏極電流和跨導。


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三極管有三個工作區：截止區
、放大區和飽和區，MOSFET對應是關斷區、恒流區和可變電阻區。注意：MOSFET恒流區有時也稱飽和區或放大區。當驅動開通脈衝加到MOSFET的G和S極時，Vgs的電壓逐漸升高時
，MOSFET的開通軌跡A-B-C-D如圖3中的路線所示。

開通前，MOSFET起始工作點位於圖3的右下角A點，AOT460的VDD電壓為48V

，Vgs的電壓逐漸升高，Id電流為0
，Vgs的電壓達到VGS(th)，Id電流從0開始逐漸增大。

A-B就是Vgs的電壓從VGS(th)增加到VGS(pl)的過程。從A到B點的過程中
，可以非常直觀的發現，此過程工作於MOSFET的恒流區，也就是Vgs電壓和Id電流自動找平衡的過程，即Vgs電壓的變化伴隨著Id電流相應的變化，其變化關係就是MOSFET的跨導：