深入淺出常用元器件系列——MOSFET

　　MOSFET，中文名金屬-氧化層-半導體-場效晶體管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET)是一種可以廣泛使用在模擬電路與數字電路的場效晶體管(field-effect transistor)。 MOSFET依照導電載流子極性不同，可分為N溝道型與P溝道型的MOSFET;根據導電溝道形成機理的不同，N溝道和P溝道MOS管又各有增強型與耗盡型兩種，因此MOSFET共有四種類型。

　　從字面上看，MOSFET名字里面首字母是“金屬(Metal)”，容易給人錯誤的印象，事實上目前的大部分此類元件里面是不存在金屬的，早期的MOSFET的柵極使用金屬做為材料，但隨著半導體技術的進步，隨后MOSFET柵級使用多晶硅取代了金屬。

　　由于MOSFET的應用范圍非常廣泛，本文主要討論功率MOSFET、小功率MOSFET等單體MOSFET的工作原理與使用等。由于實際電路設計中以N溝道增強型MOSFET使用最廣泛，下文以N溝道增強型為例進行介紹。

　　主要參數

　　由于篇幅限制，通常模擬電子技術或電力電子技術類的教材中對MOSFET的介紹比較簡單，使很多朋友對MOSFET的一些技術參數不太了解，下面以英飛凌公司IPP60R099為例介紹MOSFET主要技術參數。

　　N溝道MOSFET的簡圖如下圖左圖所示，其包含寄生參數的等效結構模型如右圖所示。這個結構模型主要由壓控電流源、體二極管、三個寄生電容(Cgs, Cgd, Cds)、以及寄生電阻、寄生電感構成。

　　打開器件datasheet首先看到的是下表的關鍵性能指標參數表，顯然這幾個參數是設計人員最關心的幾個關鍵參數。

　　這些參數包括：

　　VDS，即漏源電壓，這是MOSFET的一個極限參數，表示MOSFET漏極與源極之間能夠承受的最大電壓值。需要注意的是，這個參數是跟結溫相關的，通常結溫越高，該值最大。具體數值可查閱datasheet中的圖表。

　　RDS(on)max，漏源導通電阻，它表示MOSFET在某一條件下導通時，漏源極之間的導通電阻。這個參數與MOSFET結溫，驅動電壓Vgs相關。在一定范圍內，結溫越高，Rds越大;驅動電壓越高，Rds越小。IPP60R099的導通電阻特性如下圖所示。