MOSFET主要參數解讀

MOSFET即MOS(Metal Oxide Semiconductor)金屬氧化物半導體；FET(Field Effect Transistor)場效應電晶體，即以金屬層的柵極隔著氧化層，利用電場的效應來控制半導體的場效應電晶體。其特點是用柵極電壓來控制漏極電流，驅動電路簡單，需要的驅動功率

小，開關速度快，工作頻率高，熱穩定性好。

MOSFET的種類：按導電溝道可分為N溝道和P溝道。按柵極電壓幅值可分為耗盡型和增強型，功率MOSFET主要是N溝道增強型器件。也就是V_GS大於其閾值電壓V_TH的時候，MOS才會導通。現在就主要應用的N溝道增強型MOSFET的主要參數進行解讀。

V_DSS：漏源電壓值，也就是MOS最大的耐壓值，根據應用選用合適的數值，並不是越大越好，在餘量足夠情況下儘量小一些，以獲得較小的導通電阻和較低的成本。

R_DS(ON)：導通電阻，同樣條件下，R_DS(ON)越小越好，R_DS(ON)越小，導通損耗越小，MOS的參數I_D就與R_DS(ON)相關。R_DS(ON)，導通電流越大，同時溫升越低。

I_D：漏源電流，漏源間可承受的電流值，是一個參考值，也是一個計算值，是根據導通電阻R_DS推導出來的。應用的時候，電流峰值不能超過這個標稱值，要注意不同的溫度下這個數值是不一樣的。

I_DM：漏源最大脈衝電流，漏源間可承受的單次脈衝電流值，一定注意標明的脈衝寬度，非常重要。如果參數過小，在短路和過載測試時，會擊穿MOS。

V_GS：柵源電壓，柵極可承受的最大電壓範圍，必須保證，V_GS電壓一直在其規格範圍內，電壓過低不能打開MOS，過高損壞MOS。MOS的柵極比較脆弱的。而且V_GS與R_DS有關係，在安全範圍內，V_GS大一點比較好。

V_GS(TH)：柵極開啟電壓，V_GS(TH)越高，MOSFET的米勒平台越高，開啟越慢，開關損耗越小。實際應用電壓要大於V_GS(TH)一段距離，以防止MOS工作在線性區，造成熱失效。

E_AS：單脈衝雪崩能量

E_AR：重複雪崩能量

代表了MOS漏源間承受的最大單次或多次脈衝的能量。這兩個參數反映了MOS是否強壯，是否有足夠的強度抵抗大的電流，電壓，浪涌等對MOS的衝擊。很多時候忽略了這個參數。

dv/dt：分為兩部分，分別為MOS本身和寄生體二極體。代表了MOS本身和寄生體二極體的電壓上升能力或者是上升速度。參數大比較好，但是大的dv/dt會在成大的電壓尖峰，EMC(EMI)比較差。所以很多參數不能以大小來分好壞，很多時候是平衡的結果。

P_D：最大耗散功率，是我們選用MOS主要考慮的參數。此參數越大越好，因為測試條件過於理想，因此僅僅具有參考價值。實際應用時，要根據具體的環境條件測試具體的溫升。這個參數要看環境溫度，溫度越高，P_D越小。

R_θJC，R_θJA，R_θCS，MOSFET各個部分的熱阻，此參數反映了在相同條件下的器件散熱的能力。熱阻越小，散熱能力越好。但是也要考慮工作的環境，比如散熱器的大小，通風等條件。

G_fs：正向跨導，反映了柵極電壓對MOS漏源電流的控制能力，Gfs較小，則MOSFET的關斷速度較低；Gfs過大，則關斷過快，EMC性能會很差，同時漏極在關斷時產生大的峰值電壓。

Ciss：輸入電容，Ciss=Cgs+Cgd，該參數影響MOS的開關時間，相同的驅動能力，Ciss越大，開關就越慢，開關損耗越大，EMC性能越好。Cgd就是傳說中的米勒電容，造成驅動米勒平台的一個參數。由於米勒效應，MOSFET柵極驅動過程中，會形成平台電壓，引起開關時間變長，開關損耗增加，給MOS管的正常工作帶來非常不利的影響。

Coss：輸出電容，Coss=Cds+Cgd，Crss=Cgd，Cgd為米勒電容，這兩個參數對MOS關斷時間有一定的影響，米勒電容影響到漏極有高電壓時，傳輸到柵極的電壓。雷擊浪涌實驗會有影響。從中可以看出米勒電容不僅影響到輸入電容，還影響到輸出電容。

Qg，Qgs，Qgd：分別是總電荷數，柵源，柵漏電荷數，與前面的輸入輸出電容有關係，這些參數與MOS開關時間相關，速度越快，時間越長，開關損耗就大；開關時間越短，損耗越小，EMC性能較差，關斷時漏極電壓高。

 

下面說一下體二極體的問題：

先看一個圖，體二極體是因為MOSFET的結構造成的一個寄生參數。在大多的應用中不用考慮這個參數，但是在很多應用中，例如LLC電路，不僅用到體二極體，還要求體二極體的參數足夠強壯。

LLC的工作過程中，某些過程有大電流流過體二極體。見下圖：



體二極體的主要參數見下表：

IS	MOS 體二極體最大連續電流	此參數在一般的應用中用不到，有時候還起到不好的作用，但是在一些特殊電路比如LLC電路，需要此參數足夠強大，要和MOS一樣。
ISM	MOS 體二極體最大單脈衝電流
VSD	體二極體正向壓降	壓降過大則流過一定電流後功耗比較大，發熱嚴重。
Trr	體二極體反向恢復時間	如果反向恢復時間較長，則在LLC等電路中會產生較大功耗，同時會造成上管和下管同時導通，MOSFET因電流過大損壞。
Qrr	體二極體反向恢復充電電量	此參數與充電時間成正比，影響反向恢復的速度和時間等參數。

這其中Trr特別關鍵，舉一個LLC電路的例子：

在這個時段，MOSFET Q2開通，流過一個很大的直通電流，該電流由MOSFET Q1體二極體的反向恢復電流產生。這不是偶然的直通，因為高、低端MOSFET正常施加了門極信號，有如直通電流一樣，它會影響到該開關電源。這會形成很高的反向恢復dv/dt，時常會擊穿MOSFET Q2。這樣就會導致MOSFET失效，當使用的MOSFET體二極體的反向恢復特性較差時，這種失效機理會更加嚴重。