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采用電荷平衡理論的超結(jié)器件能夠顯著減少高壓MOSFET的導(dǎo)通電阻，由于導(dǎo)通損耗與導(dǎo)通電阻成正比，導(dǎo)通損耗方面具有很大的優(yōu)勢。開關(guān)轉(zhuǎn)換時段越短，開關(guān)功率損耗越低。由于MOSFET是單極器件，寄生電容是開關(guān)轉(zhuǎn)換的唯一限制因素，若要降低開關(guān)損耗，需要降低寄生電容。

超結(jié)MOSFET的輸入電容和米勒電容都顯著降低，輸出電容曲線相差不大，差別主要是更高的非線性程度，平面MOSFET與超結(jié)MOSFET的電容曲線對比如下圖所示：

圖1：平面MOSFET與超結(jié)MOSFET電容比較

超結(jié)MOSFET的CISS電容的線性基本保持，CRSS和COSS表現(xiàn)出很強的非線性，CRSS在約10V漏源極電壓處迅速降低，電容非線性導(dǎo)致極強dｖ/dｔ與dｉ/dｔ?？焖匍_關(guān)降低開關(guān)損耗，同時也有負面效應(yīng)，增加EMI風(fēng)險、柵極振蕩、較高的漏源極電壓峰值，控制最大開關(guān)速度對于獲取不帶負面效應(yīng)的超極結(jié)MOSFET極端性能來說非常的重要。

1、柵極電阻的影響分析

柵極驅(qū)動設(shè)計中的一個關(guān)鍵控制參數(shù)為外部串聯(lián)的柵極電阻（RG），柵極電阻能夠抑制漏源極峰值電壓并能夠防止功率MOSFET中導(dǎo)線電感和寄生電容產(chǎn)生的柵極振蕩。還能夠在導(dǎo)通和關(guān)斷期間減緩電壓和電流上升速度（dｖ/dｔ）和（dｉ/dｔ）。

RG的選擇優(yōu)化非常重要，RG值過小會造成MOSFET開關(guān)關(guān)閉時漏源極間的dｖ/dｔ過高；RG值過大會增加損耗，并降低效率，根據(jù)器件選型選擇合適的RG參數(shù)非常重要。    

圖2：柵極電阻與導(dǎo)通能量損耗（Eon）

圖3：柵極電阻與關(guān)斷能量損耗（E off）

2、驅(qū)動IC電流驅(qū)動能力的影響

驅(qū)動器是控制電路和功率MOSFET之間的接口，驅(qū)動電路放大控制信號至所需要電平，驅(qū)動器的主要功能是控制MOSFET的開關(guān)狀態(tài)，高功率應(yīng)用中需要峰值電流，能為寄生電容快速充放電，從而提高MOSFET的開關(guān)效率，開關(guān)動作和功率耗散取決于輸出驅(qū)動器的電流能力，而MOSFET柵源極介于閥值電平和米勒效應(yīng)平臺電壓之間。    

圖4：不同串聯(lián)電阻對損耗的影響（IC驅(qū)動能力較小時）

3、源極寄生電感的影響

MOSFET源極寄生電感LS值較低時，盡管由于快速轉(zhuǎn)換速度導(dǎo)致柵源極負電壓和漏源極過沖電壓會稍高，其關(guān)斷損耗和柵極振蕩都較低。MOSFET源極寄生電感LS值較高時，關(guān)斷損耗和柵極振蕩也較高。

超結(jié)MOSFET的極快開關(guān)速度可能導(dǎo)致開關(guān)過程中出現(xiàn)嚴重的電壓和電流振蕩，在實際應(yīng)用中，主要包括元件引腳寄生電感、PCB布線寄生電感、振蕩問題通常受控于雜散電感、而非雜散電容，尤其是在中低壓電源中，減小開關(guān)振蕩的最佳方式是最大限度地減少電感。    

圖5：LS值較低時VGS振蕩波形與LS值較高時VGS振蕩波形對比

圖6：LS值對VDS和ID波形的影響

4、器件封裝寄生效應(yīng)    

圖7：插件MOSFET引腳寄生電感

封裝對性能的影響有限，是因為內(nèi)部柵極和源極焊接導(dǎo)線長度是固定的，而引線長度可以改變，以減少封裝的源電感，MOSFET封裝引線電感典型值為10nH。影響MOSFET開關(guān)過程產(chǎn)生寄生振蕩的條件除外部布線的寄生電感、MOSFET寄生電容產(chǎn)生的寄生振蕩之外，MOSFET內(nèi)部Bonding線寄生電感、插件MOSFET引線寄生電感、與MOSFET引腳寄生電容也是產(chǎn)生寄生振蕩的重要原因。

圖8：Boost PFC MOSFET內(nèi)外部寄生參數(shù)等效圖    

MOSFET開關(guān)速度提高時，MOSFET的漏源極產(chǎn)生振蕩電壓，原因是漏極引線寄生電感LD產(chǎn)生的。MOSFET關(guān)斷時，漏源電壓VDS免通過漏極寄生電感LD、CGD電容、柵極寄生電感LG形成振蕩回路(理想情況下)。實際應(yīng)用中寄生參數(shù)包括MOSFET管內(nèi)部的寄生電感LG1、LD1、CGD(內(nèi)部)、CGD(外部)、LD寄生電感構(gòu)成的振蕩回路。

柵極電阻很小時，振蕩電路Q值變得很大，CGD和LG1之間產(chǎn)生很大的振蕩電壓，產(chǎn)生寄生振蕩。由關(guān)斷瞬間的漏極負電流，在LS和LS1電感上產(chǎn)生壓降，并通過柵源電壓產(chǎn)生振蕩，寄生振蕩導(dǎo)致柵源極擊穿電壓、EMI惡化、較大的開關(guān)損耗，嚴重導(dǎo)致MOSFET失效。