MOS管的導(dǎo)通和關(guān)斷過程

最近一直在說MOS管的知識，就有朋友留言說能具體說一下MOS管的導(dǎo)通和關(guān)斷過程嗎，那我們今天來說一下MOS管的導(dǎo)通和關(guān)斷具體過程。

為了更好的理解MOS管的導(dǎo)通和關(guān)斷過程，我們一般會將電路中的寄生電感忽略掉，下面我們以一個(gè)最簡單的鉗位感應(yīng)開關(guān)模型來說明。

對于MOS的導(dǎo)通過程我們可以將其劃分為4個(gè)階段：首先第一個(gè)階段為輸入電容從0開始充電到Vth，在這個(gè)過程中，柵極絕大部分電流都用來給電容CGS充電，也有很小的電流流過電容CGS。當(dāng)電容CGS的電壓增加到門的極限時(shí)，它的電壓就會有稍微的減??；這個(gè)過程稱為導(dǎo)通延遲，這是因?yàn)榇藭r(shí)器件的漏極電流和漏極電壓均未發(fā)生變化；當(dāng)柵極電壓達(dá)到開啟電壓時(shí)，MOSFET處于微導(dǎo)通狀態(tài)。進(jìn)入第二個(gè)階段。

在第二個(gè)階段中，柵極電壓從Vth上升到Miller平坦區(qū)，即VGS。這是器件的線性工作區(qū)，電流和柵極電壓成正比。在柵極的一側(cè)，電流如第一階段一樣流入電容CGS和CGD，電容VGS的的電壓將會不斷升高。在器件的輸出端，漏極電流也不斷變大，但是漏源電壓基本不變，保持先前水平(VDS,OFF)。當(dāng)所有電流都流入MOSFET而且二極管完全截止后，漏極電壓必須保持在輸出電壓水平；這時(shí)就進(jìn)入第三個(gè)階段。

進(jìn)入第三個(gè)階段后，柵極電壓已經(jīng)足夠使漏極電流全部通過，而且整流二極管處于完全截止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)在允許漏極電壓下降。在器件漏極電壓下降過程中，柵源電壓保持不變。這就是柵極電壓波形的Miller平坦區(qū)。從驅(qū)動(dòng)得到的可用的所有柵極電流通過電容CGD放電，這將加快漏源電壓變化。而漏極電流幾乎不變，這是由于此刻它受外部電路限制。

最后一個(gè)階段是MOS溝道增強(qiáng)，處于完全導(dǎo)通狀態(tài)，這得益于柵極的電壓已經(jīng)足夠高。最終的VGS電壓幅度將決定器件最終導(dǎo)通阻抗。

而MOS的關(guān)斷過程恰好和它的導(dǎo)通過程是相反的：首先是關(guān)斷延遲，這階段需要電容CISS從最初值電壓放電到Miller平坦區(qū)水平。這期間柵極電流由電容CISS提供，而且它流入MOSFET的電容CGS和CGD。器件的漏極電壓隨著過載電壓的減小而略微的增大，然后進(jìn)入第二個(gè)階段，管子的漏源電壓從IDC·RDS(On)增加到最終值（VDS(off)），進(jìn)而促使二極管導(dǎo)通，進(jìn)入第三個(gè)階段，二極管給負(fù)載電流提供另一通路；柵極電壓從VGS,Miller降到Vth；大部分的柵極電流來自于電容CGS，在這個(gè)階段的最后漏極電流幾乎達(dá)到0；但是由于整流二極管的正向偏置，所以漏極電壓將維持在VDS(off)。

截止過程的最后一個(gè)階段是器件的輸入電容完全放電：電壓VGS進(jìn)一步減小到0；占柵極電流較大比例部分的電流，和截止過程的第三階段一樣，由電容CGS提供；器件的漏極電流和漏極電壓保持不變。