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MOS管動態(tài)參數(shù)指標包含：柵極總充電電荷（QG）、柵源充電電荷（QGS）、柵漏充電電荷（QGD）、跨導（Gm）、導通延遲時間（TDON）、關斷延遲時間（TDOFF）、上升時間（TR）、下降時間（TF）、輸入電容（CISS）、輸出電容（COSS）、反向傳輸電容（CRSS）。

 

1、開關參數(shù)

 

導通延遲時間（TDON）、關斷延遲時間（TDOFF）、上升時間（TR）、下降時間（TF）都屬于MOS管開關參數(shù)，主要影響MOS管的開關性能及開關損耗。

 

開通延遲時間（TDON）

 

VGS爬升到VTH的時間，即有輸入電壓上升到10%開始到VDS下降到其幅值90%的時間，此時的輸入電容是CGS+CGD，TDON時間非常短，對電路影響可忽略。

 

圖1：MOS管開通延遲時間（Tdon）

 

上升時間(Tr)

 

VGS到VTH后，MOS管開始導通的時間，即輸出電壓VDS從90%下降到其幅值10%的時間，兩個階段：漏極電流按照轉(zhuǎn)移曲線隨柵極電壓從0開始上升并達到負載電流的時間；漏極電壓開始下降并達到導通壓降的時間。

 

在Tr時間內(nèi)，MOS管同時承受高耐壓和大電流，是產(chǎn)生開關損耗的主要因素，而通過減小柵極驅(qū)動電阻和CGD，可以減小Tr時間而減小開關損耗，反激應用時對EMI影響更大。

 

下降時間（TF）    

 

指柵極電壓在TDOFF后達到門限電壓的時間，即輸出電壓下降到90%開始到VDS上升到其關斷電壓時10%的時間，兩個階段：漏極電壓從導通電壓上升到輸入電壓，漏極電流從負載電流下降到零這兩個區(qū)域，在TF內(nèi)損耗也較大，此段時間要通過減小柵極反抽電阻和輸入電容來減小。

 

關斷延遲時間(TDOFF)

 

指柵極電壓下降到使漏極電流達到負載電流開始飽和的電壓值的時間，即輸入電壓下降到90%開始到VDS上升到其關斷電壓時10%的時間，這段時間內(nèi)，漏極電壓和電流還沒有變化。這個參數(shù)影響電路的最高工作頻率，最小占空比、因而在反激應用中可能影響空載電壓和OCP。

 

圖2：MOS管開通延遲時間（TDOFF）

 

2、容性參數(shù)

 

MOS管容性參數(shù)包含：輸入電容（CISS）、輸出電容（COSS）、反向傳輸電容（CRSS）。

 

圖3：MOS管寄生電容等效電路    

 

輸入電容（CISS）

 

輸入電容是柵極與源極、漏極之間的總電容，由柵源電容（CGS）和柵漏電容(CGD)并而成，即CISS=CGS+CGD。將漏-源短接，用交流信號測得的柵極和源極之間的電容就是輸入電容，表示當外部施加電壓時所需要的電荷量。

 

輸入電容影響MOS管的開關速度，當輸入電容充電至閥值電壓時，MOS管才能開啟，而放電至一定值時，器件才能關斷，驅(qū)動電路和CISS電容對MOS管的開啟和關斷延時有著直接影響。輸入電容越小、Qg(on)越小、開關速度越快，開關損耗越小。

 

輸出電容（COSS）

 

輸出電容是漏極與源極之間的總電容，由漏源電容（CDS）和柵漏電容（CGD）并聯(lián)，即COSS=CDS+CGD。將柵-源短接，用交流信號測得的漏極和源極之間的電容就是輸出電容，在軟開關的應用中，COSS非常重要，它可能引起電路的諧振。

 

反向傳輸電容（CRSS）

 

反向傳輸電容等同于柵漏電容（CGD）,在源極接地的情況下，測得的漏極和柵極之間的電容為反向傳輸電容，也叫做米勒電容。反向傳輸電容對于開關的上升和下降時間是一個重要的參數(shù)，它還影響著關斷延時時間，電容值隨著漏源電壓的增加而減小。

 

【重要知識點】

 

輸入電容（CISS）對MOS管的開啟和關斷延時有著直接的影響；COSS影響關斷時間Tf的快慢，影響損耗和EMI;CRSS對TR及TF影響很大，還影響TD(OFF)嚴重影響開關損耗和EMI性能。

 

3、驅(qū)動電荷參數(shù)

 

驅(qū)動電荷是指MOS管開關過程中所需電荷的數(shù)量：包括總的驅(qū)動電荷（QG）、柵極-源極充電電荷（QGS）、柵極-漏極充電電荷（QGD）。QG決定著柵極峰值電流及驅(qū)動損耗，QGD相當于米勒電容CRSS，依存電源電壓VDS，影響開關特性；高頻（f≥100kHZ）應用中，若Ron*Qg和Ron*Qgd的積越小，器件的性能就越高。    

 

圖4：柵源電壓和柵電荷的函數(shù)曲線

 

跨導（Gm）

 

是指漏極輸出電流的變化量與柵源電壓變化量之比，是柵源電壓對漏極電流控制能力大小的量度，Gm與VGS的轉(zhuǎn)移關系參考MOS管的轉(zhuǎn)移特性曲線性。MOS管的增益，電導G是電阻R的倒數(shù)，而跨導則指輸出端電流變化與輸入端電壓變化間的比值。

 

跨導由溝道的長度與寬度比、柵極氧化物厚度所決定；VGS達VTH后，Gm隨著漏極電流而顯著增大，并且在漏極電流達到一個確定值之后成為一個常數(shù)；如果Gm足夠大，較小的柵極驅(qū)動電壓就能處理很大的漏極電流；由于在高溫時遷移率的降低，Gm隨著溫度的升高而減小。

 

 

【重要知識點】

 

跨導的影響僅僅是在開關過渡過程中顯現(xiàn)出來，但會影響EMI和開關損耗。