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前言

概要：MOSFET打开的基本原理
初衷：为什么会写这篇文章呢？原因是这样的，最近在工作中发现，一些新入职的同事或者工作了一段时间的硬件工程师，对MOSFET打开的基本原理不是很了解，这就导致在设计MOSFET驱动电路或者分析与MOSFET相关的电路时，总是搞不明白。今天这篇文章，基于应用的角度分享一下MOSFET的基础知识以及个人的理解。为了让大家便于理解，思维不太发散，我会以和大家聊天的方式进行概述。

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提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、MOSFET是什么？

MOSFET全称金属-氧化物-半导体场效应管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor），简称MOS管。通过作为开关使用。

MOSFET有两种类型：N沟道（参见下图3-4（a）N沟道）和P沟道（参见下图3-4（b）P沟道）

二、MOSFET的开启过程

1. 电容的充放电过程

        在讲解MOSFET的开启过程之前，先说以下电容C的充放电过程，下面以1uF陶瓷电容为例，我们仿真一下电容在充电和放电两个过程中，电容两端的电压和电流的波形图是什么样的。

       我们把电容的工作过程分为（1）充电过程   （2）放电过程

       （1）充电过程：S1闭合，S2断开，5V电源给C1电容充电，R1作为限流电阻。绿色为电容的电压，黄色为流入电容的电流。

      （2）放电过程：S1断开，S2闭合，电容通过电阻R2进行放电。 电压和电流的波形见下图仿真结果。

2.MOSFET开关过程

        （1）首先，先了解一下MOSFET的实际模型，以NMOS为例，左图为我们平时看到的MOSFET的电路模型，右图为等效电路模型。

        其中：Cgs称为GS寄生电容，Cgd称为GD寄生电容，输入电容Ciss=Cgs+Cgd，输出电容Coss=Cgd+Cds，反向传输电容Crss=Cgd，也叫米勒电容。 三个电容均是由于工艺原因，在三极产生的寄生电容，并不是人为设计的。

        （2）上面了解了MOSFET的等效电路模型，那么下面开始介绍MOSFET的开启过程。

        （3）最后，补充一个知识点，相信大家对于米勒平台这个名词不是很陌生，但是就是搞不清楚是怎么回事。 我们需要知道的一个点是：因为MOS管制造工艺，必定产生Cgd，也就是米勒电容必定存在，所以米勒效应不可避免。         

 那米勒效应的缺点是什么呢？

             MOS管的开启是一个从无到有的过程，MOS管开通速度越慢，MOS管的导通损耗越大，这是因为在MOS开启的过程中，t1-t3这段时间内，电压和电流的乘积很大，所以加载在MOS上的功率就很大，发热会很严重。因为有了米勒电容，有了米勒平台，MOS管的开启时间变长，MOS管的导通损耗必定会增大。那么通过上面的讲解，我们知道整个开启的过程就是充电的过程，那如何能缩短开启时间呢？ok，想必大家猜到了，那就是增加充电电流，也就是调节MOSFET充电电路的电流。

            所以我们可知道电容电压与电流的关系：

           电容C，电压Umax，均是定值，提高I，t必然减小。

(48条消息) MOSFET驱动_探索硬件之路的博客-CSDN博客https://blog.csdn.net/qq_24118431/article/details/113727313?spm=1001.2014.3001.5501

那在米勒平台究竟发生了一些什么？

        以NMOS为例，在MOSFET开启之前，D极电压是大于G极电压的，随着输入电压的增大，Vgs在增大，Cgd存储的电荷同时需要和输入电压进行中和，因为MOS管完全导通时，G极电压是大于D极电压的。所以在米勒平台，是Cgd充电的过程，这时候Vgs变化则很小，当Cgd和Cgs处在同等水平时，Vgs才开始继续上升。

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总结

          以上就是今天要讲的内容，本文简单介绍了MOSFET的开启过程和米勒平台，希望可以对大家对MOSFET电路的理解有所帮助。

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