MOSFET主要参数解读

MOSFET即MOS(Metal Oxide Semiconductor)金属氧化物半导体；FET(Field Effect Transistor)场效应晶体管，即以金属层的栅极隔着氧化层，利用电场的效应来控制半导体的场效应晶体管。其特点是用栅极电压来控制漏极电流，驱动电路简单，需要的驱动功率

小，开关速度快，工作频率高，热稳定性好。

MOSFET的种类：按导电沟道可分为N沟道和P沟道。按栅极电压幅值可分为耗尽型和增强型，功率MOSFET主要是N沟道增强型器件。也就是V_GS大于其阈值电压V_TH的时候，MOS才会导通。现在就主要应用的N沟道增强型MOSFET的主要参数进行解读。

V_DSS：漏源电压值，也就是MOS最大的耐压值，根据应用选用合适的数值，并不是越大越好，在余量足够情况下尽量小一些，以获得较小的导通电阻和较低的成本。

R_DS(ON)：导通电阻，同样条件下，R_DS(ON)越小越好，R_DS(ON)越小，导通损耗越小，MOS的参数I_D就与R_DS(ON)相关。R_DS(ON)，导通电流越大，同时温升越低。

I_D：漏源电流，漏源间可承受的电流值，是一个参考值，也是一个计算值，是根据导通电阻R_DS推导出来的。应用的时候，电流峰值不能超过这个标称值，要注意不同的温度下这个数值是不一样的。

I_DM：漏源最大脉冲电流，漏源间可承受的单次脉冲电流值，一定注意标明的脉冲宽度，非常重要。如果参数过小，在短路和过载测试时，会击穿MOS。

V_GS：栅源电压，栅极可承受的最大电压范围，必须保证，V_GS电压一直在其规格范围内，电压过低不能打开MOS，过高损坏MOS。MOS的栅极比较脆弱的。而且V_GS与R_DS有关系，在安全范围内，V_GS大一点比较好。

V_GS(TH)：栅极开启电压，V_GS(TH)越高，MOSFET的米勒平台越高，开启越慢，开关损耗越小。实际应用电压要大于V_GS(TH)一段距离，以防止MOS工作在线性区，造成热失效。

E_AS：单脉冲雪崩能量

E_AR：重复雪崩能量

代表了MOS漏源间承受的最大单次或多次脉冲的能量。这两个参数反映了MOS是否强壮，是否有足够的强度抵抗大的电流，电压，浪涌等对MOS的冲击。很多时候忽略了这个参数。

dv/dt：分为两部分，分别为MOS本身和寄生体二极管。代表了MOS本身和寄生体二极管的电压上升能力或者是上升速度。参数大比较好，但是大的dv/dt会在成大的电压尖峰，EMC(EMI)比较差。所以很多参数不能以大小来分好坏，很多时候是平衡的结果。

P_D：最大耗散功率，是我们选用MOS主要考虑的参数。此参数越大越好，因为测试条件过于理想，因此仅仅具有参考价值。实际应用时，要根据具体的环境条件测试具体的温升。这个参数要看环境温度，温度越高，P_D越小。

R_θJC，R_θJA，R_θCS，MOSFET各个部分的热阻，此参数反映了在相同条件下的器件散热的能力。热阻越小，散热能力越好。但是也要考虑工作的环境，比如散热器的大小，通风等条件。

G_fs：正向跨导，反映了栅极电压对MOS漏源电流的控制能力，Gfs较小，则MOSFET的关断速度较低；Gfs过大，则关断过快，EMC性能会很差，同时漏极在关断时产生大的峰值电压。

Ciss：输入电容，Ciss=Cgs+Cgd，该参数影响MOS的开关时间，相同的驱动能力，Ciss越大，开关就越慢，开关损耗越大，EMC性能越好。Cgd就是传说中的米勒电容，造成驱动米勒平台的一个参数。由于米勒效应，MOSFET栅极驱动过程中，会形成平台电压，引起开关时间变长，开关损耗增加，给MOS管的正常工作带来非常不利的影响。

Coss：输出电容，Coss=Cds+Cgd，Crss=Cgd，Cgd为米勒电容，这两个参数对MOS关断时间有一定的影响，米勒电容影响到漏极有高电压时，传输到栅极的电压。雷击浪涌实验会有影响。从中可以看出米勒电容不仅影响到输入电容，还影响到输出电容。

Qg，Qgs，Qgd：分别是总电荷数，栅源，栅漏电荷数，与前面的输入输出电容有关系，这些参数与MOS开关时间相关，速度越快，时间越长，开关损耗就大；开关时间越短，损耗越小，EMC性能较差，关断时漏极电压高。

 

下面说一下体二极管的问题：

先看一个图，体二极管是因为MOSFET的结构造成的一个寄生参数。在大多的应用中不用考虑这个参数，但是在很多应用中，例如LLC电路，不仅用到体二极管，还要求体二极管的参数足够强壮。

LLC的工作过程中，某些过程有大电流流过体二极管。见下图：



体二极管的主要参数见下表：

IS	MOS 体二极管最大连续电流	此参数在一般的应用中用不到，有时候还起到不好的作用，但是在一些特殊电路比如LLC电路，需要此参数足够强大，要和MOS一样。
ISM	MOS 体二极管最大单脉冲电流
VSD	体二极管正向压降	压降过大则流过一定电流后功耗比较大，发热严重。
Trr	体二极管反向恢复时间	如果反向恢复时间较长，则在LLC等电路中会产生较大功耗，同时会造成上管和下管同时导通，MOSFET因电流过大损坏。
Qrr	体二极管反向恢复充电电量	此参数与充电时间成正比，影响反向恢复的速度和时间等参数。

这其中Trr特别关键，举一个LLC电路的例子：

在这个时段，MOSFET Q2开通，流过一个很大的直通电流，该电流由MOSFET Q1体二极管的反向恢复电流产生。这不是偶然的直通，因为高、低端MOSFET正常施加了门极信号，有如直通电流一样，它会影响到该开关电源。这会形成很高的反向恢复dv/dt，时常会击穿MOSFET Q2。这样就会导致MOSFET失效，当使用的MOSFET体二极管的反向恢复特性较差时，这种失效机理会更加严重。