功率MOSFET的開通和關斷過程原理
(1)開通和關斷過程實驗電路
(2)MOSFET 的電壓和電流波形：
(3)開關過程原理：
開通過程[ t0 ~ t4 ]：
-- 在 t0 前，MOSFET 工作於截止狀態，t0 時，MOSFET 被驅動開通;
-- [t0-t1]區間，MOSFET 的GS 電壓經Vgg 對Cgs充電而上升，在t1時刻，到達維持電壓Vth，MOSFET 開始導電;
-- [t1-t2]區間，MOSFET 的DS 電流增加，Millier 電容在該區間內因DS 電容的放電而放電，對GS 電容的充電影響不大;
-- [t2-t3]區間，至t2 時刻，MOSFET 的DS 電壓降至與Vgs 相同的電壓，Millier 電容大大增加，外部驅動電壓對Millier 電容進行充電，GS 電容的電壓不變，Millier 電容上電壓增加，而DS電容上的電壓繼續減小;
-- [t3-t4]區間，至t3 時刻，MOSFET 的DS 電壓降至飽和導通時的電壓，Millier 電容變小並和GS 電容一起由外部驅動電壓充電，GS 電容的電壓上升，至t4 時刻為止。此時GS 電容電壓已達穩態，DS 電壓也達最小，即穩定的通態壓降。
關斷過程[ t5 ~t9 ]：
-- 在 t5 前，MOSFET 工作於導通狀態， t5 時，MOSFET 被驅動關斷;
-- [t5-t6]區間，MOSFET 的Cgs 電壓經驅動電路電阻放電而下降，在t6 時刻，MOSFET 的通態電阻微微上升，DS 電壓梢稍增加，但DS 電流不變;
-- [t6-t7]區間，在t6 時刻，MOSFET 的Millier 電容又變得很大，故GS 電容的電壓不變，放電電流流過Millier 電容，使DS 電壓繼續增加;
-- [t7-t8]區間，至t7 時刻，MOSFET 的DS 電壓升至與Vgs 相同的電壓，Millier 電容迅速減小，GS 電容開始繼續放電，此時DS 電容上的電壓迅速上升，DS 電流則迅速下降;
-- [t8-t9]區間，至t8 時刻，GS 電容已放電至Vth，MOSFET 完全關斷;該區間內GS 電容繼續放電直至零。
二、因二極體反向恢復引起的MOSFET開關波形
(1)實驗電路
(2)：因二極體反向恢復引起的MOSFET 開關波形：
三、功率MOSFET的功率損耗公式
(1)導通損耗：
該公式對控制整流和同步整流均適用
該公式在體二極體導通時適用
(2)容性開通和感性關斷損耗：
為MOSFET 器件與二極體迴路中的所有分布電感只和。一般也可將這個損耗看成器件的感性關斷損耗。
(3)開關損耗：
開通損耗：
考慮二極體反向恢復後：
關斷損耗：
驅動損耗：
四、功率MOSFET的選擇原則與步驟
(1)選擇原則
(A)根據電源規格，合理選擇MOSFET 器件(見下表)：
(B)選擇時，如工作電流較大，則在相同的器件額定參數下，
-- 應儘可能選擇正嚮導通電阻小的 MOSFET;
-- 應儘可能選擇結電容小的 MOSFET。
(2)選擇步驟
(A)根據電源規格，計算所選變換器中MOSFET 的穩態參數：
-- 正向阻斷電壓最大值;
-- 最大的正向電流有效值;
(B)從器件商的DATASHEET 中選擇合適的MOSFET，可多選一些以便實驗時比較;
(C)從所選的MOSFET 的其它參數，如正向通態電阻，結電容等等，估算其工作時的最大損耗，與其它元器件的損耗一起，估算變換器的效率;
(D)由實驗選擇最終的MOSFET 器件。
五、理想開關的基本要求
(1)符號
(2)要求
(A)穩態要求：
合上 K 後
-- 開關兩端的電壓為零;
-- 開關中的電流有外部電路決定;
-- 開關電流的方向可正可負;
-- 開關電流的容量無限。
斷開 K 後
-- 開關兩端承受的電壓可正可負;
-- 開關中的電流為零;
-- 開關兩端的電壓有外部電路決定;
-- 開關兩端承受的電壓容量無限。
(B)動態要求：
K 的開通
-- 控制開通的信號功率為零;
-- 開通過程的時間為零。
K 的關斷
-- 控制關斷的信號功率為零;
-- 關斷過程的時間為零。
(3)波形
其中：H：控制高電平;L：控制低電平
-- Ion 可正可負，其值有外部電路定;
-- Voff 可正可負，其值有外部電路定。
六、用電子開關實現理想開關的限制
(1)電子開關的電壓和電流方向有限制：
(2)電子開關的穩態開關特性有限制：
-- 導通時有電壓降;(正向壓降，通態電阻等)
-- 截止時有漏電流;
-- 最大的通態電流有限制;
-- 最大的阻斷電壓有限制;
-- 控制信號有功率要求，等等。
(3)電子開關的動態開關特性有限制：
-- 開通有一個過程，其長短與控制信號及器件內部結構有關;
-- 關斷有一個過程，其長短與控制信號及器件內部結構有關;
-- 最高開關頻率有限制。
目前作為開關的電子器件非常多。在開關電源中，用得最多的是二極體、MOSFET、IGBT 等，以及它們的組合。
七、電子開關的四種結構
(1)單象限開關
(2)電流雙向(雙象限)開關
(3)電壓雙向(雙象限)開關
(4)四單象限開關
八、開關器件的分類
(1)按製作材料分類：
-- (Si)功率器件;
-- (Ga)功率器件;
-- (GaAs)功率器件;
-- (SiC)功率器件;
-- (GaN)功率器件;--- 下一代
-- (Diamond)功率器件;--- 再下一代
(2)按是否可控分類：
-- 完全不控器件：如二極體器件;
-- 可控制開通，但不能控制關斷：如普通可控矽器件;
-- 全控開關器件
-- 電壓型控制器件：如MOSFET，IGBT，IGT/COMFET ，SIT 等;
-- 電流型控制期間：如GTR，GTO 等
(3)按工作頻率分類：
-- 低頻功率器件：如可控矽，普通二極體等;
-- 中頻功率器件：如GTR，IGBT，IGT/COMFET;
-- 高頻功率器件：如MOSFET，快恢復二極體，蕭特基二極體，SIT 等
(4)按額定可實現的最大容量分類：
-- 小功率器件：如MOSFET
-- 中功率器件：如IGBT
-- 大功率器件：如GTO
(5)按導電載波的粒子分類：
-- 多子器件：如MOSFET，蕭特基，SIT,JFET 等
-- 少子器件：如IGBT，GTR，GTO，快恢復，等
九、不同開關器件的比較
(1)幾種可關斷器件的功率處理能力比較
(2)：幾種可關斷器件的工作特性比較