什么是MOSFET跨導及夾斷區？詳解-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2021-11-17
相比于晶體管，MOSFET這個管子相對來說比較復雜，它的工作過程理解起來還是有一定難度的。那么這其中最難以理解的部分，可能還是MOS管開關損耗的理解。
相比導通損耗和續流損耗，MOS管開通和管斷的過程要復雜得多。為了對MOS的開通過程有更好的分析，我們先回顧兩個比較基本的概念。
U = I*R，R是電阻，它可以有效地表示流過電阻的電流變化對它兩端電壓的影響作用，比如如果流過這個電阻的電流越大，那么它兩端的電壓也就越高。
電導是電阻的倒數，如果我們用Λ來表示的話，那么上面這個式子就可以轉換為I=ΛU。
這個式子可以用來表示一個回路中電壓的變化對流過這個器件電流的影響。
這個影響可以是幅值，也可以是相位，幅值的影響大家都比較清楚，比如加在電阻兩端的電壓越高，那么流過它的電流也就越大。在對相位的影響上，最典型的場景，比如LC并聯諧振電路。
在MOS管這個器件，存在著一個跨導的概念。那么跨導，本質上還是電導，表示一個器件中電壓的變化對電流的影響，但是它描述的卻是兩個回路的相關參數之間的關系。
具體在MOS中，跨導gm表示的是Vgs也就是柵極電壓對Ids的影響，用公式來描述的話，就是Ids = gm*（Vgs-Vth）。
上面這個公式表示的是什么意思呢？
①只有當Vgs的電壓超過Vth電壓之后，Ids電流才會發生明顯的變化。
②在Vgs達到平臺電壓之前，Ids的電流和（Vgs-Vth）這兩者之間的差值呈現一個正比關系，這個正比關系的比例系數就是跨導。
跨導這個概念，有點類似晶體管里面的電流放大倍數β，但是β這個參數表示的是電流和電流之間的關系，所以是放大倍數，不能稱之為跨導。跨導這個特性是MOS管固有的自然屬性。
另外一個比較難以理解的過程，在平臺區，Vds的電壓才開始直線下降。實際上Vds下降的過程對應著夾斷區不斷變長的過程。
夾斷點的電壓Vpinch-off始終等于Vgs – Vth，也就是不變的。隨著夾斷區不斷變長，Vds的電壓肯定是不斷變小的，當D端（漏極）的電壓也達到Vgs-Vth時，MOS管也就基本被完全開通了。
在后續的過程中，Vd的電壓會逐漸降低到0V，這個時候基本上Vgd = Vgs（忽略MOS管導通阻抗的話）。一般在實際項目中，我們還會繼續抬升Vgs，進一步拓寬溝道寬度，進而減小Rds，但是這個時候Vgs的作用已經很小了。
分析清楚了兩個相對比較難以理解的過程，我們下面就可以較為詳細地推導出管開關損耗相關計算了。但是大家注意了，這些計算本質上還只是近似估算，某種意義上講開關損耗是沒有辦法精確計算的。
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