功率 MOSFET 的开通和关断过程

1. 开通和关断过程实验电路

功率 MOSFET 的开通和关断过程

2. MOSFET 的电压和电流波形

功率 MOSFET 的开通和关断过程

3. 开关过程原理

开通过程[ t0 ~ t4 ]:
– 在 t0 前, MOSFET 工作于截止状态, t0 时, MOSFET 被驱动开通;

– [t0-t1]区间, MOSFET 的 GS 电压经 Vgg 对 Cgs 充电而上升,在 t1 时刻,到达维持电压 Vth,MOSFET 开始导电;

– [t1-t2]区间, MOSFET 的 DS 电流增加, Millier 电容在该区间内因 DS 电容的放电而放电,对GS 电容的充电影响不大

– [t2-t3]区间,至 t2 时刻, MOSFET 的 DS 电压降至与 Vgs 相同的电压Millier 电容大大增加,外部驱动电压对 Millier 电容进行充电, GS 电容的电压不变, Millier 电容上电压增加,而 DS电容上的电压继续减小

– [t3-t4]区间,至 t3 时刻, MOSFET 的 DS 电压降至饱和导通时的电压, Millier 电容变小并和GS 电容一起由外部驱动电压充电, GS 电容的电压上升,至 t4 时刻为止。此时 GS 电容电压已达稳态, DS 电压也达最小,即稳定的通态压降;

关断过程[ t5 ~ t9 ]:

– 在 t5 前, MOSFET 工作于导通状态, t5 时, MOSFET 被驱动关断;

– [t5-t6]区间, MOSFET 的 Cgs 电压经驱动电路电阻放电而下降,在 t6 时刻, MOSFET 的通态电阻微微上升, DS 电压梢稍增加,但 DS 电流不变;

– [t6-t7]区间,在 t6 时刻, MOSFET 的 Millier 电容又变得很大,故 GS 电容的电压不变,放电电流流过 Millier 电容,使 DS 电压继续增加;

– [t7-t8]区间,至 t7 时刻, MOSFET 的 DS 电压升至与 Vgs 相同的电压, Millier 电容迅速减小,GS 电容开始继续放电,此时 DS 电容上的电压迅速上升, DS 电流则迅速下降;

– [t8-t9]区间,至 t8 时刻, GS 电容已放电至 Vth, MOSFET 完全关断;该区间内 GS 电容继续放电直至零


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