功率MOSFET用作高频开关，速度取决于内部电容，实际上，这些电容非常小（大约1000PF），开关的上升下降时间约10NS量级，当Vgs在4V—6V时能通过最大电流，Vgs在8V—10V时，Rdon减少保证较低的导通损耗。开关损耗小，可工作到MHZ区域。缺点是没有双极型的小数载流子的传导调制效因，它比双极型有相对高的导通损耗。 MOSFET的导通电阻RDS（on），MOSFET为何容易并联使用 导通损耗通常用RDS（on）来计算，导通电阻和结温有关，同时反向耐压等级增加其RDS（on）也随之增大。虽然导通电阻和结温有关，使得功耗随温度的升高而增加，是一缺点，但另一方面它使得MOSFET的并联使用变得容易，保证它能自动均衡地分配功率。 MOSFET开关速度应有多快？ MOSFET可做到非常快的开关速度，但并不总是合适或必须工作在最高频率。一个主要的限制因素是磁性材料。3C85铁氧体的最高工作频率为200KHZ，3F3为500KHZ，总有使用更高的工作频率以便达到降低磁性材料和滤波器件的尺寸的冲动，然而，大多数S。M。P。S。仍然设计工作在300KHZ以下，对大多数应用来讲，这个频率是已经足够的了，没有理由去设计更高的工作频率，由于非常高的频率设计充满更多的技术难题，虽然非常快的开关速度降低了开关损耗，但增加的di/dt和dv/dt 变化率，将产生更加严重的寄生振荡，并需吸收缓冲器，R。F。I等级同样更加严重，需要额外的滤波。在S。M。P。S方波开关设计中的黄金法则是在应用可接受的范围内使用最低的工作频率和开关速度。 估算所需的开关速度 以100KHZ为例，导通时间大约3μs，一条法则是开、关时间总和小于导通时间的10%，这就保证了在可接受的开关损耗范围内有足够的占空比控制范围。因此，这里的开关速度目标是100ns---150ns 栅极驱动条件 MOSFET的G-S总电容典型值在1nF-2nF，并和电压有很大关系，不适合用来估算栅极驱动电流，准确的估算方法是用开通栅极电荷（QG）特性曲线。 Qg=Ig*Tsw， Tsw：可用的开关时间 如果开关时间为125ns，则需栅流Ig（on）=23nc/125ns=0。184A；Ig（off）=27nc/ 125ns=0.216A 在大多数MOSFET驱动电路，峰值电流和产生的开关时间被用栅极串联电阻Rg控制，这个电阻的值可由下式估算： Rg=（Vdrive-Vth）/Ig（ave） Ig（ave）：开关峰值电流的平均值。本例中Vdrive=10V ，Vth=5V，平均峰值电流Ig（ave）=0.2A Rg=（10V-5V）/0.2A=5/0.2=25Ω，取22Ω。 栅极驱动电路的总功耗：Pg=Qg*Vgs*f 取Qg=43nc ， Vgs=10V， f=100KHZ。 Pg=Qg*Vgs*f=43mw
MOSFET的损耗 1、开关损耗 Psw=ENERGY*freq=1/8f（IdonVlink*Ton=Idoff2Vlink*Toff）对本例 Psw=0.125*100K（1.3*280*147N=1.95*560*97N）=0。67+1。06=1。73W 2、导通损耗 Pcond=（Idrms）²*Rdson 式中（Idrms）²=D（Imin²+IminImax+Imax²）/3 ，D=Ton/T 在满载时，Imin=1。25A，Imax=1.95A，D=0.346。代入（Idrms）²=D（Imin²+IminImax+Imax²）/3=0.95A，Rdson=2.7Ω/25℃，Rdson/100℃=2.7Ω*1。75=4.725Ω。Pcond=（Idrms）²*Rdson=4。26W |
