MOS管的电容特性
MOSFET的三个主要电容参数是输入电容(Ciss)、输出电容(Coss)和反向传输电容(Crss),这些参数决定了器件在开关过程中的速度和效率。由于 MOSFET的结构,会产生寄生电容(CGS、CGD、CDS)。这些寄生电容会影响开关特性。在MOSFET中,栅极由一层薄的氧化硅实现绝缘。因此,功率MOSFET在栅极-漏极、栅极-源极和漏极-源极之间具有电容,具体如图所示。电容会影响MOSFET的开关性能。
输入电容Ciss = Cgs + Cgd输出电容Coss = Cds + Cgd反向传输电容Crss = Cgd这三个电容几乎不受温度变化的影响,因此,驱动电压、开关频率会比较明显地影响MOS管的开关特性,而温度的影响却比较小。Ciss:是栅极到源极(Cgs)和栅极到漏极(Cgd)电容的总和。它影响MOSFET的开启速度,因为在开关过程中需要为这些电容充电。Coss:是漏极到源极(Cds)和栅极到漏极(Cgd)电容的总和。它影响MOSFET的关闭速度,因为在关闭过程中需要为这些电容放电。Crss:是栅极到漏极(Cgd)电容。它在高频应用中尤其重要,因为它影响MOSFET的交叉导通和信号完整性。
电容参数ciss,coss,crss
输入电容,Ciss
输入电容 Ciss 影响延迟时间。当 Ciss 大时,延迟时间长,因为在功率 mos 管导通/关断时必须对大量电荷进行充电/放电。Ciss 越大,功率损耗越大。因此,Ciss 小的功率 mos 管是理想的。Ciss:输入电容(Ciss=Cgd+Cgs) 栅极-漏极和栅极-源极电容之和:它影响延迟时间;Ciss越大,延迟时间越长。输出电容,Coss输出电容 Coss影响关断特性。当 Coss 较大时,漏源电压 VDS 的电压变化率 dv/dt 在功率 mos 管关断时降低,从而降低了噪声的影响,但增加了导通关闭下降时间t f。Coss:输出电容(Coss=Cgd+Cds) 栅极-漏极和漏极-源极电容之和:它影响关断特性和轻载时的损耗。如果Coss较大,关断dv/dt减小,这有利于噪声。但轻载时的损耗增加。反向传输电容,Crss反向传输电容,Crss 也称为镜像电容。Crss 影响高频特性。Crss 越大,越出现以下特征:导通时漏源电压 VDS 的下降时间较长(导通上升时间 t r较长)关断时漏源电压 VDS 的上升时间较长(关断下降时间 t f较长)功率损耗大Crss:反向转移电容(Crss=Cgd) 栅极-漏极电容:Crss越大,漏极电流上升特性越差,这不利于MOSFET的损耗。高速驱动需要低电容。MOSFET的电容模型:
MOSFET的典型电容特性: