key words:power mosfet, on-region characteristics, gate-charge characteristics
1 mosfet 的柵極電荷特性與開關過程
儘管 mosfet 在開關電源、電機控制等一些電子系統中得到廣泛的應用，但是許多電子工程師並沒有十分清楚的理解 mosfet 開關過程，以及 mosfet 在開關過程中所處的狀態。一般來說，電子工程師通常基於柵極電荷理解 mosfet 的開通的過程，如圖 1 所示。此圖在 mosfet 資料表中可以查到。
mosfet的d和s极加電壓為vdd，當驅動開通脈衝加到mosfet的g和s極時，輸入電容ciss充電，g和s極電壓vgs線性上公升並到達門檻電壓vgs(th)，vgs上公升到vgs(th)之前漏極電流id ≈0a，沒有漏極電流流過，vds的電壓保持vdd不變。
當vgs到達vgs(th)時，漏極開始流過電流id，然後vgs繼續上公升，id也逐漸上公升，vds仍然保持vdd。當vgs到達公尺勒平台電壓vgs(pl)時，id也上公升到負載電流最大值id，vds的電壓開始從vdd下降。
公尺勒平台期間，id電流維持id，vds電壓不斷降低。
公尺勒平台結束時刻，id電流仍然維持id，vds電壓降低到乙個較低的值。公尺勒平台結束後，id電流仍然維持id，vds電壓繼續降低，但此時降低的斜率很小，因此降低的幅度也很小，最後穩定在vds = id × rds(on)。因此通常可以認為公尺勒平台結束後mosfet基本上已經導通。
對於上述的過程，理解難點在於為什麼在公尺勒平台區，vgs的電壓恆定？驅動電路仍然對柵極提供驅動電流，仍然對柵極電容充電，為什麼柵極的電壓不上公升？而且柵極電荷特性對於形象的理解mosfet的開通過程並不直觀。
因此，下面將基於漏極導通特性解mosfet開通過程。
2 mosfet 的漏極導通特性與開關過程
mosfet 的漏極導通特性如圖 2 所示。mosfet 與三極體一樣，當 mosfet 應用於放大電路時，通常要使用此曲線研究其放大特性。只是三極體使用的基極電流，集電極電流和放大倍數，而 mosfet 管使用柵極電壓，漏極電流和跨導。
三極體有三個工作區：截止區，放大區和飽和區，而 mosfet 對應是是關斷區，恆流區和可變電阻區。注意到：
mosfet 恆流區有時也稱飽和區或放大區。當驅動開通脈衝加到 mosfet 的 g 和 s 極時，vgs的電壓逐漸公升高時，mosfet 的開通軌跡 a-b-c-d 見圖 3的路線所示。
開通前，mosfet 起始工作點位於圖 3 的右下角 a 點，aot460 的 vdd電壓為 48v，vgs的電壓逐漸公升高，id電流為 0，vgs的電壓到 vgs(th)，id電流從 0 開始逐漸增大。
a-b 就是 vgs的電壓從 vgs(th 增加到 vgs(pl)的過程。從 a 到 b 點的過程中，可以在非常直觀的發現，此過程工作於 mosfet 的恆流區，也就是 vgs電壓和 id電流自動找平衡的過程，即：vgs電壓的變化伴隨著 id電流相應的變化，其變化關係就是 mosfet 的跨導：
，跨導可以在 mosfet 資料表中查到。
當 id電流達到負載的最大允許電流 id時，此時對應的柵級電壓。由於此時 id電流恆定，因此柵極 vgs電壓也恆定不變，見圖 3 中的 b-c，此時 mosfet 處於相對穩定的恆流區，工作於放大器的狀態。
開通前，vgd的電壓為 vgs-vds，為負壓，進入公尺勒平台，vgd的負電壓絕對值不斷下降，過 0 後轉為正電壓。驅動電路的電流絕大部分流過 cgd，以掃除公尺勒電容的電荷，因此柵極的電壓基本維持不變。vds電壓降低到很低的值後，公尺勒電容的電荷基本上被掃除，即圖 3中的 c 點，於是，柵極的電壓在驅動電流的充電下又開始公升高，見圖 3 中的 c-d，使 mosfet進一步完全導通。
c-d 為可變電阻區，相應的 vgs電壓對應著一定的 vds電壓。vgs電壓達到最大值，vds電壓達到最小值，由於 id電流為 id恆定，因此 vds的電壓即為 id和 mosfet 的導通電阻的乘積。
3 結論
基於 mosfet 的漏極導通特性曲線可以直觀的理解 mosfet 開通時，跨越關斷區、恆流區和可變電阻區的過程。公尺勒平台即為恆流區，mosfet 工作於放大狀態，id電流為 vgs電壓和跨導乘積。
其他理解：
1.彌勒效應是指mosfet的d、g的極間電容crss在開關動作期間引起的瞬態效應。
這可以看成是乙個電容負反饋，驅動前，crss上是高電壓，當驅動波形上公升
到門檻電壓時，mosfet導通，d極電壓急劇下降，通過crss拉低g腳驅動電壓，
如果驅動功率不足，將在驅動波形的上公升沿門檻電壓附近留下乙個階梯。
或者2.在mos導通的瞬間，會經過公尺勒效應區（可理解為放大區），
輸入電容cgs=c1+c2,此時的c1不再是靜態的電容，而是c1=cdg(1+a),a是放大係數。
當驅動電流（ig=cgs****s/dt）給cgs充電時，由於公尺勒效應等效到輸入端的電容會放大n倍，
輸入電容突然增大，所以導致了充電電壓的乙個平台，有時甚至會有乙個下降尖峰趨勢平台（如上圖），
而這個平台增加了mos的導通時間，造成了我們通常所說的導通損耗。
其實公尺勒效應描述的就是電子器件中輸出和輸入之間的電容反饋。
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