变频电源中功率MOSFET的基本特性

    (1)静态特性。MOSFET的转移特性和输出特性如图1-2所示。
    图1-2    电力MOSFET的转移特性和输出特性    (a)转移特性；(b)输出特性    漏极电流ID和栅源间电压UGS的关系称为MOSFET的转移特性，ID较大时，ID与UGS的关系近似线性，曲线的斜率定义为跨导Gfs。    MOSFET的漏极伏安特性（输出特性）分为如下几个区域：截止区（对应于GIR的截止区）；饱和区（对应于GIR的放大区）；非饱和区（对应于CIR的饱和区）。功率MOSFET工作在开关状态，即在截止区和非饱和区之间来回转换。功率MOSFET漏源极之间有寄生二极管，漏源极间加反向电压时器件导通。功率MOSFET的通态电阻具有正温度系数，对器件并联时的均流有利。    (2)动态特性。MOSFET其测试电路和开关过程波形如图1-3所示。MOSFET开通过程的技术参数有：    开通延迟时间td(on)——Up前沿时刻到UGS=UT，并开始出现iD的时刻间的时间段。    上升时间tr——UGS从UT上升到MOSFET进入非饱和区的栅压UGSP的时间段。    iD稳态值——由漏极电源电压UE和漏极负载电阻决定。UGSP的大小和iD的稳态值有关，UGS达到UGSP后，在Up作用下继续升高直至达到稳态，但iD已不变。    开通时间ton——开通延迟时间与上升时间之和。    关断延迟时间td(off)——Up下降到零起，Cin通过Rs和RG放电，UGS按指数曲线下降到UGSP时，iD开始减小为零的时间段。    下降时间tf——UGS从UGSP继续下降起，iD减小，到UGS<UT时沟道消失，iD下降到零为止的时间段。
    图1-3    电力MOSFET的开关过程    (a)测试电路；(b)开关过程波形    Up-脉冲信号源；Rs-信号源内阻；RG-栅极电阻；    RL-负载电阻；RF-检测漏极电阻    关断时间toff-关断延迟时间和下降时间之和。    (3) MOSFET的开关速度。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。