MOSFET的损耗组成

        目前关于MOSFET的损耗组成普遍认为是导通损耗和开关损耗。但是对于开关损耗的定义,网上有不同的说法。这里根据《电源设计基础》归纳了4处损耗:

        1、导通损耗:由导通电阻Rds(on)导致,减小导通损耗最直接的办法就是选择Rds(on)小的管子。

        2、由于栅极电容充放电导致的损耗。计算为:P=V_{DRV}*Qg*f,这部分损耗也可以说是驱动器的损耗,可以通过减小驱动电压、选择Qg小的管子、降低开关频率来降低这部分损耗。

        3、漏源导通时产生的损耗。由于MOS导通不是瞬间完成的,其导通过程ID与Vds存在交叠区,因此会产生损耗:P=0.5*V_{DS}*I*(t_{on}+t_{off})*f。这部分损耗也称为交越损耗。Qg小的管子,其导通时间和关断时间也更小,因此可以通过零电压开关(ZVS)技术、降低开关频率、选择Qg小的管子来降低这部分损耗。

        4、别忘了MOS的寄生电容还包含了漏源电容Cds。MOS在开关时,Cds不断进行充放电,也会导致损耗,但这部分损耗由电源提供。这部分损耗称为放电损耗P=0.5*C_{DS}*V^{2}_{DS}*f

        综上,为了减小损耗,需要根据实际应用来选择合适的MOSFET。虽然半导体工艺的进步使得现在很多管子的性能都得到了很大提升,但往往低导通损耗和更小的寄生电容是不可兼得的。比如在大电流、低频开关的应用中,主要考虑导通损耗,可以侧重选择Rds(on)较小的管子;而在高频率开关的应用,如电源、逆变器等,开关损耗更为重要,应该选择Qg较小的管子。

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