简单认识功率MOSFET的结构特点

Word简单认识功率MOSFET的结构特点金属氧化物增强型场效应管(（MOSFET）)栅极(G)-源极(S)的下拉电阻作用

简单认识功率MOSFET的结构特点

功率电路中常用垂直导电结构的MOSFET(还有横向导电结构的MOSFET，但很少用于耐（高压）的功率电路中)，如下图是这种MOSFET的分层结构图。

从结构图我们抽象出等效的电路符号图，其中米勒（电容）是指在栅极(G)和漏极(D)之间的一个寄生电容，也称为反向传输电容C（rs）s，就是图中的(CGD)，反并（二极管）是内部等效晶体三极管的结果。

初步认识一下这个器件的几个参数，可能各个厂家对这些参数的解释稍有差异，下面是塞米控的参数说明

在实际中，为了提高器件的性能(如低内阻等)，发展了垂直双扩散增强型MOEFET，也称为VDMOSFET(Ver（ti）caldoublediffusionenhancedmoefet)，如下是结构图，箭头表示了它的载流子运动方向，N沟道当然是（电子）在导电，那么（电流）方向就和这个箭头反向相反了。

传统的VDMOSFET，你也可以这样看它的结构，无非就是为了耐压加了个漂移层。

面介绍了我们常用的功率MOSFET，下面我们来说开头的问题

为什么要在栅极和源极之间并联一个电阻呢?

米勒电容的泄放电流路径

我们知道，米勒电容的存在，在MOSFET关断时，会产生一个电压由接近零到母线的变化过程，电压变化和变化过程(时间累积)就是电压变化率，然而电容就是对电压变化发生作用的器件，电压在电容两端变化即产生电流，如下图

在半桥结构中，上管还会通过米勒电容影响下管，就是给你一个电流充到门极上，如下图

电压型驱动的高阻抗器件—MOSFET

我们知道，MOSFET门极是高阻抗器件，前面已经看到，在栅极(G)和源极(S)之间是一层二氧化硅(SiO2)，这个是绝缘体，因此G-S之间就是高阻抗(几十到几百兆不等)，所以一旦驱动异常，其中一种情况是通过米勒电容的电流给G-S充电，小电流高阻抗可能对应着高电压，栅极电压被充电超过门槛电压会导致MOSFET重新开通，这是十分危险的。我们以最简单的反激（电源）驱动为例

如下是一个反激电源拓扑的MOSFET驱动，虽然（芯片）设计的时候已经考虑了给米勒电容形成的电流提供一个回路。

下面这个图看着更加清楚，米勒电容电流通过驱动芯片内部下拉低阻回路进行释放，避免栅极被充高而误导通。

布局布线注意事项

这里大家还要注意布线问题，尽可能减小门极寄生电感，寄生电感不仅能引起栅极振荡，同时还会影响米勒电容的放电速度。如下是驱动布线的一种，首先是（信号）和功率回路要分明;其次是驱动回路走线短而粗，回路面积尽可能小，以便减小寄生电感。

在什么情况下下拉电阻显得尤为重要?

图中R8是靠近MOSFET的一个下拉电阻，其实在驱动内部已经，但是如果驱动电阻Rg在意外情况下开路或没有连接，那么这个下拉电阻R8就可以给米勒电容电流提供泄放路径，让MOSFET栅极-源极之间保持低阻抗，从而使得MOSFET始终处于安全状态。

下拉电阻对电荷的泄放路径

其实，我们已经知道了像MOSFET这种电压型器件，栅极-源极是高阻抗，为什么说它们也是静电(（ESD）)敏感器件的原因就在此，高电压加在门极不易泄放，累积过程就会损坏栅极和源极之间的二氧化硅(SiO2)氧化层，器件就失效了，加下拉低阻也可以避免或减轻这一类的问题。

这个电阻要兼顾功耗和