MOS管的耐壓對(duì)性能參數(shù)及柵極電荷的影響分析

mos管是金屬(metal)、氧化物(oxide)、半導(dǎo)體(semiconductor)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，或者稱(chēng)是金屬—絕緣體(insulator)、半導(dǎo)體。MOS管的source和drain是可以對(duì)調(diào)的，他們都是在P型backgate中形成的N型區(qū)。在多數(shù)情況下，這個(gè)兩個(gè)區(qū)是一樣的，即使兩端對(duì)調(diào)也不會(huì)影響器件的性能。這樣的器件被認(rèn)為是對(duì)稱(chēng)的。

功率比較小的單管變換器的主開(kāi)關(guān)通常采用MOS管，其優(yōu)點(diǎn)是電壓型控制，驅(qū)動(dòng)功率低，低電壓器件中MOS的導(dǎo)通壓降和開(kāi)關(guān)速度是最佳的。

MOS管的耐壓對(duì)導(dǎo)通電阻的影響：MOS的耐壓水平由芯片的電阻率和厚度決定，而MOS管是多數(shù)載流子導(dǎo)電器件，芯片電阻率直接影響器件的導(dǎo)通電阻。通常MOS管的導(dǎo)通電阻隨耐壓的2.4~2.6次方增加。如1000V耐壓是30V耐壓的33.3倍，而同樣大的芯片的導(dǎo)通電阻將變成33.3^(2.4~2.6)，大約為6400倍！如果還想保持導(dǎo)通電阻的基本不變就需要更大的管芯面積，這樣不僅增加了封裝尺寸，而且價(jià)格也將明顯上升。

開(kāi)關(guān)變換器中MOS管的開(kāi)關(guān)速度實(shí)際上是受驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)能力影響，很少會(huì)因驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)能力過(guò)剩而MOS管的速度或自身特性限制了開(kāi)關(guān)速度。MOS管的電荷量是影響開(kāi)關(guān)速度的最主要因素。例如100nC的柵極電荷用100mA的電流將其充滿(mǎn)或放盡，需要的時(shí)間為1us，而30nC的電荷則僅需要300ns的時(shí)間。

或者是在相同的驅(qū)動(dòng)時(shí)間，則驅(qū)動(dòng)電流可以下降為30mA。實(shí)際上決定MOS管的開(kāi)關(guān)速度的因素是柵-漏電荷（Qgd），也就是MOS管從導(dǎo)通轉(zhuǎn)換到關(guān)斷或從關(guān)斷轉(zhuǎn)換到導(dǎo)通過(guò)程中越過(guò)“放大區(qū)”所需要的電荷“米勒電荷”。