全面講解從小白到入門讓你徹底搞懂MOSFET

01

我們現(xiàn)在知道了，只要讓MOSFET有一個(gè)導(dǎo)通的閾值電壓，那么這個(gè)MOSFET就導(dǎo)通了。那么在我們當(dāng)前的這個(gè)電路中，假設(shè)GS電容上有一個(gè)閾值電壓，足可以讓MOSFET導(dǎo)通，而且電容沒有放電回路，不消耗電流。那么DS導(dǎo)通，理論上等效電阻無窮小，我們把這個(gè)等效電阻稱之為Rdson。當(dāng)MOSFET電流達(dá)到最大時(shí)，則Rdson必然是最小的。對(duì)于MOSFET來說，Rdson越小，價(jià)格也就越貴。我們說MOSFET從不導(dǎo)通變?yōu)閷?dǎo)通，等效內(nèi)阻Rdson從無窮大變成無窮小，當(dāng)然這個(gè)無窮小也有一個(gè)值的。MOSFET導(dǎo)通了，但是它沒有回路。

以上這些就是MOSFET和三極管的區(qū)別。當(dāng)我們?cè)跍y(cè)量MOSFET時(shí)，要想測(cè)量Rdson，先用鑷子夾在GS兩端短路掉，把GS電壓先放掉，放掉之后再測(cè)量DS兩端的阻抗，否則測(cè)出來的值就不準(zhǔn)。

02

接下來我們?cè)賮砜碝OS管的損耗問題。

我們說，盡管導(dǎo)通后Rdson很小，但是一旦我走大電流，比如100A，最終還是有損耗的。我們把這個(gè)損耗叫做MOSFET的導(dǎo)通損耗，這個(gè)導(dǎo)通損耗，是由MOSFET的Rdson決定的，當(dāng)MOSFET選型確定了之后，它的Rdson不再變了。

另外，DS上流過的Id電流是由負(fù)載決定的。既然是由負(fù)載決定的，我們就不能改變電流，所以，我們說MOSFET的導(dǎo)通損耗是由Rdson決定的。

我們看到，MOSFET的DS之間有一個(gè)二極管，我們把這個(gè)二極管稱為MOSFET的體二極管。假設(shè)正向：由D指向S，那么，體二極管的方向是跟正向相反的，而且，這個(gè)體二極管正向不導(dǎo)通，反向會(huì)導(dǎo)通。所以，這個(gè)體二極管和普通二極管一樣，也有鉗位電壓，實(shí)際鉗位電壓跟體二極管上流過的電流是有關(guān)系的，體二極管上流過的電流越大，則鉗位電壓越高，這是因?yàn)轶w二極管本身有內(nèi)阻。

體二極管的功耗問題。假設(shè)體二極管的壓降是0.7V，那么它的功耗P=0.7V*I，所以，它的功耗也是由負(fù)載決定的。所以，功耗也蠻大的。我們把體二極管的功耗稱之為續(xù)流損耗。

那么，體二極管的參數(shù)我們?cè)趺慈ピO(shè)置呢？為了安全起見，體二極管的電流，一般跟Id電流是接近或者相等的。另外，我們還要注意的是，這個(gè)體二極管并不是人為的刻意做上去的，而是客觀存在的。

03

對(duì)于MOSFET來說，我們來討論GS電容問題。

我們要知道，MOSFET其實(shí)并不是一個(gè)MOSFET，它實(shí)際上是由若干個(gè)小的MOSFET合成的。既然是合成的，我們就討論下低壓MOSFET和高壓MOSFET的差異。

假設(shè)功率相等：3 KW

低壓：24V 電流：125A

高壓：310V 電流：9.7A

大家看到?jīng)]有，低壓電流大，高壓電流小。從內(nèi)阻法來分析：如果電流大，是不是等效為內(nèi)阻小?。蝗绻娏餍?，是不是內(nèi)阻大啊。所以，低壓器件要求內(nèi)阻小，高壓內(nèi)阻大了。

從電壓角度比較分析：

從耐壓來看，則多個(gè)串聯(lián)；從電流來看，則多個(gè)并聯(lián)。所以：

低壓：24V 電流：125A 內(nèi)阻小 多個(gè)管子并聯(lián) 耐壓很難做高

高壓：310V 電流：9.7A 耐壓高多個(gè)管子串聯(lián) 內(nèi)阻必然大

所以根據(jù)上面分析，得出一個(gè)結(jié)論：

高壓MOSFET，Rdson大；低壓MOSFET，Rdson小。

MOSFET的GS電容：

低壓：24V 電流：125A

內(nèi)阻小 多個(gè)管子并聯(lián) 耐壓很難做高gs電容大

高壓：310V 電流：9.7A

耐壓高 多個(gè)管子串聯(lián) 內(nèi)阻必然大 gs電容小

由于一個(gè)MOSFET里面集成了大量的小的mosfet，實(shí)際上在制造工藝的工程中，是用金子來做的。如果里面有一些管子壞了，是測(cè)量不出來的，這就是大品牌和小品牌的差異。

那么，我們來看一下啊，MOSFET的GS電容對(duì)管子開通特性的影響。我們說，高壓的管子，它的GS電容小。要想把管子開通，無非是對(duì)這個(gè)電容充電，讓它什么時(shí)候充到閾值電壓，對(duì)不對(duì)？那么我們來看，當(dāng)電流相等的情況下，對(duì)GS電容進(jìn)行充電。

既然是對(duì)GS電容充電，那就看這個(gè)電容的大小啊，是吧。比方說，一個(gè)截面積小的水缸，和一個(gè)截面積很大的水缸，用相等的電流或者電荷數(shù)對(duì)它進(jìn)行充電，大水缸充起來，電位升高的慢；小水缸充起來，電位升高的快。

我們說，高壓MOS管相等的電流進(jìn)行充電，那么很明顯，結(jié)電容大的，則充的慢，也就是說開通的慢；GS電容小，則開通快。高壓MOSFET開通快，低壓MOSFET開通慢。

補(bǔ)充問題：

高壓MOSFET，Rdson大，一般幾十mΩ，比如50mΩ，可以通到十幾A就不錯(cuò)了。但是功率并不小，因?yàn)殡妷焊甙　?/p>

低壓MOSFET，Rdson小，一般幾mΩ，比如3mΩ，可以做到幾十，甚至100A。 下篇文章我們來講一下MOSFET的開通和關(guān)斷

編輯：jq