理解功率 MOSFET 的开关损耗
本文详细分析计算开关损耗，并论述实际状态下功率 MOSFET 的开通过 程和自然零电压关断的过程，从而使电子工程师知道哪个参数起主导作用并更 加深入理解 MOSFET。
MOSFET 开关损耗 1 开通过程中 MOSFET 开关损耗功率 MOSFET 的栅极电 荷特性如图 1 所示。值得注意的是：下面的开通过程对应着 BUCK 变换器上管 的开通状态，对于下管是 0 电压开通，因此开关损耗很小，可以忽略不计。 图 1 MOSFET 开关过程中栅极电荷特性
开通过程中，从 t0 时刻起，栅源极间电容开始充电，栅电压开始上升，栅极 电压为
其中：，VGS 为 PWM 栅极驱动器的输出电压，Ron 为 PWM 栅极驱动器内 部串联导通电阻，Ciss 为 MOSFET 输入电容，Rg 为 MOSFET 的栅极电阻。 VGS 电压从 0 增加到开启阈值电压 VTH 前，漏极没有电流流过，时间 t1 为 VGS 电压从 VTH 增加到米勒平台电压 VGP 的时间 t2 为 VGS 处于米勒平台的时间 t3 为 t3 也可以用下面公式计算：
注意到了米勒平台后，漏极电流达到系统最大电流 ID，就保持在电路决定的 恒定最大值 ID，漏极电压开始下降，MOSFET 固有的转移特性使栅极电压和 漏极电流保持比例的关系，漏极电流恒定，因此栅极电压也保持恒定，这样栅 极电压不变，栅源极间的电容不再流过电流，驱动的电流全部流过米勒电容。 过了米勒平台后，MOSFET 完全导通，栅极电压和漏极电流不再受转移特性的 约束，就继续地增大，直到等于驱动电路的电源的电压。
MOSFET 开通损耗主要发生在 t2 和 t3 时间段。下面以一个具体的实例计算。
输入电压 12V，输出电压 3.3V/6A，开关频率 350kHz，PWM 栅极驱动器电压 为 5V，导通电阻 1.5Ω，关断的下拉电阻为 0.5Ω，所用的 MOSFET 为
AO4468，具体参数为 Ciss=955pF，Coss=145pF，Crss=112pF，Rg=0.5Ω；当 VGS=4.5V，Qg=9nC；当 VGS=10V，Qg=17nC，Qgd=4.7nC，Qgs=3.4nC；当 VGS=5V 且 ID=11.6A，跨导 gFS=19S；当 VDS=VGS 且
ID=250μA，VTH=2V；当 VGS=4.5V 且 ID=10A，RDS(ON)=17.4mΩ。 开通时米勒平台电压 VGP：
计算可以得到电感 L=4.7μH.，满载时电感的峰峰电流为 1.454A，电感的谷点 电流为 5.273A，峰值电流为 6.727A，所以，开通时米勒平台电压 VGP=2+5.273/19=2.278V，可以计算得到：
开通过程中产生开关损耗为
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理解功率MOSFET的开关损耗
