mosfet的原意是：mos（metal oxide semiconductor金屬氧化物半導體），fet（field effect transistor場效應電晶體），即以金屬層（m）的柵極隔著氧化層（o）利用電場的效應來控制半導體（s）的場效應電晶體。
功率場效應電晶體也分為結型和絕緣柵型,但通常主要指絕緣柵型中的mos型（metal oxide semiconductor fet）,簡稱功率mosfet（power mosfet）。結型功率場效應電晶體一般稱作靜電感應電晶體（static induction transistor——sit）。其特點是用柵極電壓來控制漏極電流，驅動電路簡單，需要的驅動功率小，開關速度快，工作頻率高，熱穩定性優於gtr，但其電流容量小，耐壓低，一般只適用於功率不超過10kw的電力電子裝置。
2.功率mosfet的結構和工作原理
功率mosfet的種類：按導電溝道可分為p溝道和n溝道。按柵極電壓幅值可分為；耗盡型；當柵極電壓為零時漏源極之間就存在導電溝道，增強型；對於n（p）溝道器件，柵極電壓大於（小於）零時才存在導電溝道，功率mosfet主要是n溝道增強型。
2.1.功率mosfet的結構
功率mosfet的內部結構和電氣符號如圖1所示；其導通時只有一種極性的載流子（多子）參與導電，是單極型電晶體。導電機理與小功率mos管相同，但結構上有較大區別，小功率mos管是橫向導電器件，功率mosfet大都採用垂直導電結構，又稱為vmosfet
vertical mosfet），大大提高了mosfet器件的耐壓和耐電流能力。
按垂直導電結構的差異，又分為利用v型槽實現垂直導電的vvmosfet和具有垂直導電雙擴散mos結構的vdmosfet（vertical double-diffused mosfet），本文主要以vdmos器件為例進行討論。
功率mosfet為多元整合結構，如國際整流器公司（international rectifier）的hexfet採用了六邊形單元；西門子公司（siemens）的sipmosfet採用了正方形單元；摩托羅拉公司（motorola）的tmos採用了矩形單元按「品」字形排列。
2.2.功率mosfet的工作原理
截止：漏源極間加正電源，柵源極間電壓為零。p基區與n漂移區之間形成的pn結j1反偏，漏源極之間無電流流過。
導電：在柵源極間加正電壓ugs，柵極是絕緣的，所以不會有柵極電流流過。但柵極的正電壓會將其下面p區中的空穴推開，而將p區中的少子—電子吸引到柵極下面的p區表面
當ugs大於ut（開啟電壓或閾值電壓）時，柵極下p區表面的電子濃度將超過空穴濃度，使p型半導體反型成n型而成為反型層，該反型層形成n溝道而使pn結j1消失，漏極和源極導電。
2.3.功率mosfet的基本特性
2.3.1靜態特性mosfet的轉移特性和輸出特性如圖2所示。
漏極電流id和柵源間電壓ugs的關係稱為mosfet的轉移特性，id較大時，id與ugs的關係近似線性，曲線的斜率定義為跨導gfs
mosfet的漏極伏安特性（輸出特性）：截止區（對應於gtr的截止區）；飽和區（對應於gtr的放大區）；非飽和區（對應於gtr的飽和區）。電力mosfet工作在開關狀態，即在截止區和非飽和區之間來回轉換。
電力mosfet漏源極之間有寄生二極體，漏源極間加反向電壓時器件導通。電力mosfet的通態電阻具有正溫度係數，對器件併聯時的均流有利。
2.3.2動態特性mosfet其測試電路和開關過程波形如圖3所示。
開通過程；開通延遲時間td(on) —up前沿時刻到ugs=ut並開始出現id的時刻間的時間段；
上公升時間tr— ugs從ut上公升到mosfet進入非飽和區的柵壓ugsp的時間段；
id穩態值由漏極電源電壓ue和漏極負載電阻決定。ugsp的大小和id的穩態值有關，ugs達到ugsp後，在up作用下繼續公升高直至達到穩態，但id已不變。
開通時間ton—開通延遲時間與上公升時間之和。
關斷延遲時間td(off) —up下降到零起，cin通過rs和rg放電，ugs按指數曲線下降到ugsp時，id開始減小為零的時間段。
下降時間tf— ugs從ugsp繼續下降起，id減小，到ugs 關斷時間toff—關斷延遲時間和下降時間之和。 2.3.3mosfet的開關速度mosfet的開關速度和cin充放電有很大關係，使用者無法降低cin，但可降低驅動電路內阻rs減小時間常數，加快開關速度，mosfet只靠多子導電，不存在少子儲存效應，因而關斷過程非常迅速，開關時間在10～100ns之間，工作頻率可達100khz以上，是主要電力電子器件中最高的。 場控器件靜態時幾乎不需輸入電流。但在開關過程中需對輸入電容充放電，仍需一定的驅動功率。開關頻率越高，所需要的驅動功率越大。 4.動態效能的改進在器件應用時除了要考慮器件的電壓、電流、頻率外，還必須掌握在應用中如何保護器件，不使器件在瞬態變化中受損害。當然閘流體是兩個雙極型電晶體的組合，又加上因大面積帶來的大電容，所以其du/dt能力是較為脆弱的。 對di/dt來說，它還存在乙個導通區的擴充套件問題，所以也帶來相當嚴格的限制。 功率mosfet的情況有很大的不同。它的dv/dt及di/dt的能力常以每納秒（而不是每微秒）的能力來估量。但儘管如此，它也存在動態效能的限制。 這些我們可以從功率mosfet的基本結構來予以理解。 圖4是功率mosfet的等效電路，在應用中除了要考慮功率mosfet每一部分都存在電容以外，還必須考慮mosfet還併聯著乙個二極體。同時從某個角度看、它還存在乙個寄生電晶體。（就像igbt也寄生著乙個閘流體一樣）。 這幾個方面，是研究mosfet動態特性很重要的因素。 首先mosfet 結構中所附帶的本徵二極體具有一定的雪崩能力。通常用單次雪崩能力和重複雪崩能力來表達。當反向di/dt很大時，二極體會承受乙個速度非常快的脈衝尖刺，它有可能進入雪崩區，一旦超越其雪崩能力就有可能將器件損壞。 作為任一種pn結二極體來說，仔細研究其動態特性是相當複雜的。它們和我們一般理解pn 結正向時導通反向時阻斷的簡單概念很不相同。當電流迅速下降時，二極體有一階段失去反向阻斷能力，即所謂反向恢復時間。 pn結要求迅速導通時，也會有一段時間並不顯示很低的電阻。在功率mosfet中一旦二極體有正向注入，所注入的少數載流子也會增加作為多子器件的mosfet的複雜性。 功率mosfet的設計過程中採取措施使其中的寄生電晶體盡量不起作用。在不同代功率mosfet中其措施各有不同，但總的原則是使漏極下的橫向電阻rb 盡量小。因為只有在漏極n區下的橫向電阻流過足夠電流為這個n區建立正偏的條件時，寄生的雙極性閘流體才開始發難。 然而在嚴峻的動態條件下，因du/dt 通過相應電容引起的橫向電流有可能足夠大。此時這個寄生的雙極性電晶體就會起動，有可能給mosfet帶來損壞。所以考慮瞬態效能時對功率mosfet器件內部的各個電容（它是dv/dt的通道）都必須予以注意。 瞬態情況是和線路情況密切相關的，這方面在應用中應給予足夠重視。對器件要有深入了解，才能有利於理解和分析相應的問題。 4.功率mosfet驅動電路 功率mosfet是電壓型驅動器件，沒有少數載流子的存貯效應，輸入阻抗高，因而開關速度可以很高，驅動功率小，電路簡單。但功率mosfet的極間電容較大，輸入電容ciss、輸出電容coss和反饋電容crss與極間電容的關係可表述為： 功率mosfet的柵極輸入端相當於乙個容性網路，它的工作速度與驅動源內阻抗有關。由於 ciss的存在，靜態時柵極驅動電流幾乎為零，但在開通和關斷動態過程中，仍需要一定的驅動電流。假定開關管飽和導通需要的柵極電壓值為vgs，開關管的開通時間ton包括開通延遲時間td和上公升時間tr兩部分。 開關管關斷過程中，ciss通過roff放電，coss由rl充電，coss較大，vds（t）上公升較慢，隨著vds(t)上公升較慢，隨著vds（t）的公升高coss迅速減小至接近於零時，vds（t）再迅速上公升。 根據以上對功率mosfet特性的分析，其驅動通常要求：觸發脈衝要具有足夠快的上公升和下降速度；②開通時以低電阻力柵極電容充電，關斷時為柵極提供低電阻放電迴路，以提高功率mosfet的開關速度；③為了使功率mosfet可靠觸發導通，觸發脈衝電壓應高於管子的開啟電壓，為了防止誤導通，在其截止時應提供負的柵源電壓；④功率開關管開關時所需驅動電流為柵極電容的充放電電流，功率管極間電容越大，所需電流越大，即帶負載能力越大。 4.1幾種mosfet驅動電路介紹及分析 4.1.1 不隔離的互補驅動電路。圖7 a）為常用的小功率驅動電路，簡單可靠成本低。適用於不要求隔離的小功率開關裝置。圖7（b）所示驅動電路開關速度很快，驅動能力強，為防止兩個mosfet管直通，通常串接乙個0. 5～1ω小電阻用於限流，該電路適用於不要求隔離的中功率開關裝置。這兩種電路特點是結構簡單。 功率mosfet 屬於電壓型控制器件，只要柵極和源極之間施加的電壓超過其閥值電壓就會導通。由於mosfet存在結電容，關斷時其漏源兩端電壓的突然上公升將會通過結電容在柵源兩端產生干擾電壓。常用的互補驅動電路的關斷迴路阻抗小，關斷速度較快，但它不能提供負壓，故抗干擾性較差。 為了提高電路的抗干擾性，可在此種驅動電路的基礎上增加一級有v1、v2、r組成的電路，產生乙個負壓，電路原理圖如圖8所示。 當v1 導通時，v2關斷，兩個mosfet中的上管的柵、源極放電，下管的柵、源極充電，即上管關斷，下管導通，則被驅動的功率管關斷；反之v1關斷時，v2導通，上管導通，下管關斷，使驅動的管子導通。因為上下兩個管子的柵、源極通過不同的迴路充放電，包含有v2的迴路，由於v2會不斷退出飽和直至關斷，所以對於s1而言導通比關斷要慢，對於s2而言導通比關斷要快，所以兩管發熱程度也不完全一樣，s1比s2發熱嚴重。 該驅動電路的缺點是需要雙電源，且由於r的取值不能過大，否則會使v1深度飽和，影響關斷速度，所以r上會有一定的損耗。 4.1.2隔離的驅動電路 （1）正激式驅動電路。電路原理如圖9（a）所示，n3為去磁繞組，s2為所驅動的功率管。r2為防止功率管柵極、源極端電壓振盪的乙個阻尼電阻。 因不要求漏感較小，且從速度方面考慮，一般r2較小，故在分析中忽略不計。 其等效電路圖如圖9 （b）所示脈衝不要求的副邊併聯一電阻r1，它做為正激變換器的假負載，用於消除關斷期間輸出電壓發生振盪而誤導通。同時它還可以作為功率mosfet關斷時的能量洩放迴路。該驅動電路的導通速度主要與被驅動的s2柵極、源極等效輸入電容的大小、s1的驅動訊號的速度以及s1所能提供的電流大小有關。 由**及分析可知，占空比d越小、r1越大、l越大，磁化電流越小，u1值越小，關斷速度越慢。該電路具有以下優點： ①電路結構簡單可靠，實現了隔離驅動。 ②只需單電源即可提供導通時的正、關斷時負壓。 ③占空比固定時，通過合理的引數設計，此驅動電路也具有較快的開關速度。 該電路存在的缺點：一是由於隔離變壓器副邊需要噎嗝假負載防振盪，故電路損耗較大；二是當占空比變化時關斷速度變化較大。脈寬較窄時，由於是儲存的能量減少導致mosfet柵極的關斷速度變慢。 mosfet柵極的關斷速度變慢。 （2）有隔離變壓器的互補驅動電路。如圖10所示，v1、v2為互補工作，電容c起隔離直流的作用，t1為高頻、高磁率的磁環或磁罐。 mosfet與igbt power mosfet優點是高頻特性十分優秀 mosfet可以工作到幾百khz，上mhz，以至幾十mhz，射頻領域的產品 驅動簡單 電壓型驅動 抗擊穿性妤 沒有雪崩效應 power mosfet的弱點是高耐壓化後之功率損失激增。缺點是耐高壓的器件，導通電阻大 在高壓大電流場... 由前面的電壓電流曲線可以看到一般的應用中ic的驅動可以直接驅動mosfet，但是考慮到通常驅動走線不是直線，感量可能會更大，並且為了防止外部干擾，還是要使用rg驅動電阻進行抑制。考慮到走線分布電容的影響，這個電阻要盡量靠近mosfet的柵極。表可以看到l對上公升時間的影響比較小，主要還是rg影響比較... mosfet 金屬 氧化層 半導體 場效電晶體，簡稱金屬氧化物半導體場效電晶體 metal oxide semiconductor field effect transistor,mosfet 是一種可以廣泛使用在模擬電路與數位電路的場效電晶體 field effect transistor mos...MOSFET與IGBT的應用區別
關於MOSFET驅動電阻的選擇
MOSFET與IGBT的區別IGBT的引數