提高半导体MOSFET切换速度的详解；-电子发烧友网

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MOSFET的开关速度和Cin充放电有很大关系，使用者无法降低Cin，但可降低驱动电路内阻Rs减小时间常数，加快开关速度，MOSFET只靠多子导电，不存在少子储存效应，因而关断过程非常迅速，开关时间在10—100ns之间，工作频率可达100kHz以上，是主要电力电子器件中最高的。场控器件静态时几乎不需输入电流。但在开关过程中需对输入电容充放电，仍需一定的驱动功率。开关频率越高，所需要的驱动功率越大。提高MOSFET的切换速度，尤其是关断速度，可以从以下几个方面着手：

一、增强栅极驱动能力

提高驱动电路提供的栅极驱动电压和电流，增大驱动强度可以加速MOSFET的开启和关断过程。减小栅极驱动电阻Rg可以提供更大的瞬态电流，从而加快MOSFET的开关速度。而驱动电路是控制MOS管开关的关键。选择合适的驱动电路可以提高MOS管的开关速度。例如,采用高速驱动器可以提高MOS管的开关速度，同时减小开关时的功耗。

二、提高栅极的驱动能力

因场效应管栅极电容的影响，一般需要大于正负1A的驱动能力，栅极电阻不大于10欧，反向接二极管提高关断速度。

三、使用栅极驱动器

使用高速、低输出阻抗的栅极驱动器，如专用的集成电路驱动芯片（如TC4420），能够提供快速上升和下降沿的驱动信号，有助于提高开关速度。

四、减少栅极电荷（Qg）

选择具有较小栅极电荷（Ciss, Coss, Crss）参数的MOSFET，这样在开关过程中栅极电容的充放电时间会更短，进而提升开关速度。电路布局也会影响MOS管的开关速度。合理的电路布局可以减小电路中的电感和电容,从而提高MOS管的开关速度。例如,将MOS管和驱动电路尽可能靠近，可以减小电路中的电感和电容，提高 MOS管的开关速度。

五、优化栅极电阻和电容

栅极上可以添加适当的电阻或电容元件来控制开关过程中的放电速率，特别是在关断阶段，适当放电路径可以帮助更快地将栅源电压拉低至阈值以下。而MOS 管的结构包括栅极、漏极和源极。通过优化这些结构，可以提高MOS 管的开关速度。例如,减小栅极长度和宽度,增加栅极与漏极之间的距离,可以减小栅极电容,从而提高MOS管的开关速度。