什么是MOSFET的电容特性曲线?
电容为什么随VDS电压变化?
电容大小对MOSFET性能有什么影响?
什么是MOSFET的电容特性曲线?
MOSFET的电容特性曲线通常是指在栅源电压(VGS)为0V,频率为1MHz条件下,电容(Ciss、Crss、Coss)随漏-源电压(VDS)的变化曲线,如下图。

Ciss(输入电容)
栅极为输入端,指的是栅极与其余两极(漏极、源极)之间的电容,Cgs与Cgd两个电容并联,即:Ciss=Cgs+Cgd
Coss(输出电容)
漏极为输出端,指的是漏极与其余两极(栅极、源极)之间的电容,Cds与Cgd两个电容并联,即:Coss=Cds+Cgd
Crss(反向传输电容)
输入与输出端之间的电容,指的是源极接地,栅极与漏极之间的电容。即:Crss=Cgd
MOSFET产品说明书中,一般都会有一组指定VDS电压下的Ciss、Crss、Coss电容典型值。
电容为什么随VDS电压变化?

MOSFET结构中存在多个电容:Cn、Co、Cp、Cgd、Cj及Cds。
Cj和Cds为PN结电容与漏源电压VDS有关,PN结电容的耗尽层上下两边界,相当于电容的两个电极;耗尽层宽度相当于两个电极之间的距离。当漏源电压VDS升高时,会使耗尽层宽度增加,相当于增加了两个电极之间的距离(d),导致电容减小。

栅-源极间电容Cgs
栅极多晶与金属、P-及N+构成的Co、Cp、Cn三个电容并联而成Cgs=Cn+Co+Cp,基本不随VDS电压变化。
漏-源极间电容Cds
N-漂移区和P-体区形成的PN结耗尽层电容,随VDS电压升高而减小。
栅-漏极间电容Cgd
栅极多晶与JFET区构成的电容和随着漏-源电压(VDS)变化的耗尽层电容构成,随VDS电压升高而降低。
如上所述, 随着漏源电压VDS升高,Cgd和Cds电容逐渐降低,Cgs电容不变 ;因此,在MOSFET电容特性曲线上Coss、Crss电容随VDS升高变化幅度较大,Ciss电容变化幅度较小。
电容大小对MOSFET性能有什么影响?
对开关速度的影响
Ciss和Crss电容对开关速度影响较大,Coss影响较小。Ciss越大,充放电时间越长,开关速度越慢;Crss越大,米勒效应越明显,开关速度越慢。
对开关损耗的影响
Ciss越大,需要更多的能量来充电,开通损耗越大;Coss越大,存储的能量更多,关断损耗越大;Crss越大,开通损耗和关断损耗都会增加。
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