解析MOSFET的寄生电容-VGS的温度特性知识

同普通三极管相比，MOSFET堪称晶体管之王，在模拟电路和数字电路中均有广泛用途。为了发挥MOSFET性能优势，用户除了详细阅读产品规格书外，有必要先了解MOSFET的寄生电容，开关性能，VGS(th)(界限値)，ID-VGS特性及其各自的温度特性。

MOSFET的寄生电容和温度特性

在构造上，功率MOSFET都存在寄生电容。MOSFET的G(栅极)端子和其他的电极间由氧化层绝缘，在DS(漏极、源极)间形成PN接合，成为内置二极管构造。其中，Cgs、Cgd的容量根据氧化膜的静电容量决定，Cds根据内置二极管的接合容量决定。

MOSFET的寄生电容模型

一般而言，寄生电容与漏极、源极间电压VDS存在一定关系，VDS增加，则寄生容量值减小。在厂家发布的MOSFET规格书上，一般都提供Ciss/Coss/Crss三类容量特性：

Ciss表示输入容量，即Cgs+Cgd

Coss表示输出容量，即Cds+Cgd

Crss表示反馈容量，即Cgd

寄生电容大小与VDS的关系

测量数据表明，虽然寄生电容的大小与VDS密切相关，但是与温度的变化几乎没有任何影响，对温度不敏感。

MOSFET的开关特性

当栅极电压ON/OFF之后，MOSFET才能ON/OFF，这个延迟时间为开关时间。一般而言，规格书上记载td(on)/tr/td(off)/tf，这些数值是典型值，具体描述为：

td(on)：开启延迟时间(VGS 10%→VDS 90%)

tr：上升时间(VDS 90%→VDS 10%)

td(off)：关闭延迟时间(VGS 90%→VDS 10%)

tf：下降时间(VDS 10%→VDS 90%)

ton：开启时间(td(on) + tr)

toff：关闭时间(td(off) + tf)

测量数据表明，温度变化对MOSFET的开关时间没有影响。温度上升时，OSFET的开关时间略微增加，当温度上升到100°C时开关时间仅仅增加10%，几乎没有温度依存性。

MOSFET的寄生电容与温度的关系

MOSFET的VGS(th)(界限値)

按照定义，为VGS(th)（界限值)是MOSFET开启时，GS(栅极、源极)间需要的电压。这表示，当输入界限值以上的电压时，MOSFET为开启状态。为了通过绝大部分电流，需要比较大的栅极电压。

那么，MOSFET在开启状态时能通过多少电流？针对每个元件，在规格书的电气特性栏里分别有记载。例如，当输入VDS=10V时，使1mA电流通过ID所需的栅极界限值电压ID(th)为1.0-2.5V。

MOSFET的ID-VGS特性，以及界限值温度特性

ID-VGS特性和界限值都会随温度变化而变化。使用时请输入使其充分开启的栅极电压。其中，界限值随温度升高而下降，通过观察界限值电压变化，能够计算元件的通道温度。

需要注意的是，对于一定的VGS电压，漏极电流ID会随温度的上升而增加，但是达到10A以后，ID将与温度无关。当漏极电流达到一定限度后，MOSFET已经成为一个发热体，基体发热已经成为温升的主要来源，而外部环境温度的影响科技忽略。

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