一、MOS管工作原理

在現代電子電路設計中，MOS管無疑是最常用的電子元件之一。

功率半導體的核心是PN結，從二極管、三極管到場效應管，都是根據PN結特性所做的各種應用。場效應管分為結型、絕緣柵型，其中絕緣柵型也稱MOS管(Metal Oxide Semiconductor)。

1、MOS管寄生電容形成的原因

1.勢壘電容：功率半導體中，當N型和P型半導體結合后，由于濃度差導致N型半導體的電子會有部分擴散到P型半導體的空穴中，因此在結合面處的兩側會形成空間電荷區(該空間電荷區形成的電場會阻值擴散運動進行，最終使擴散運動達到平衡)。

2.擴散電容：當外加正向電壓時，靠近耗盡層交界面的非平衡少子濃度高，遠離非平衡少子濃度低，且濃度自高到底逐漸衰減直到0。當外加正向電壓增大時，非平衡少子的濃度增大且濃度梯度也增大，外加電壓減小時，變化相反。該現象中電荷積累和釋放的過程與電容器充放電過程相同，稱為擴散電容。

2、寄生電容結構

MOS管寄生電容結構如下，其中，多晶硅寬度、溝道與溝槽寬度、G極氧化層厚度、PN結摻雜輪廓等都是影響寄生電容的因素。

根據MOS管規格書中對三個電容的定義我們可以知道

Ciss=Cgs+Cgd;

Coss=Cds+Cgd;

Crss=Cgd;

因此我們可以得到MOS管單獨三個引腳之間的電容 Cgs柵源電容、 Cgd柵漏電容、 Cds漏源電容。

二、MOS管電容參數

在MOS管的Datasheet中，關于引腳間電容的表述主要有以下三個參數。

他們分別是 Ciss輸入電容、 Coss輸出電容、Crss反向傳輸電容。這些電容產生于MOS管的結構和構造中、不能夠完全消除。在使用MOS構建電路時，外部會使用到電阻、電容、二極管這些常用元件，而我們同時應該考慮到MOS管內部所存在的這些結電容，以免與外部電路沖突。以便在后續開發、設計、調試時能夠順利進行。接下來是對這三個參數的講解。

1、 Ciss輸入電容

Ciss(Input Capacitance)意為輸入電容。將漏源短接，用交流信號測得的柵極和源極之間的電容就是輸入電容。 Ciss是由柵漏電容 Cgd和柵源電容 Cgs并聯而成，或者 Ciss=Cgs+Cgd。當輸入電容充電致閾值電壓時器件才能開啟，放電致一定值時器件才可以關斷。

2、 Coss輸出電容

Coss(Output Capacitance)意為輸出電容。將柵源短接，用交流信號測得的漏極和源極之間的電容就是輸出電容。Coss是由漏源電容 Cds和柵漏電容 Cgd并聯而成，或者 Coss=Cds+Cgd對于軟開關的應用。

3、 Crss反向傳輸電容

Crss(Reverse Transfer Capacitance)意為反向傳輸電容。在源極接地的情況下，測得的漏極和柵極之間的電容為反向傳輸電容。反向傳輸電容等同于柵漏電容，即 Crss=Cgd。

三、各引腳電容對電路的影響

1、Ciss對電路的影響

Ciss和驅動電路對器件的開啟和關斷延時有著直接的影響。

該參數直接影響到MOS管的開關時間，Ciss越大，同樣驅動能力下，開通和關斷的時間就越慢，開關損耗就越大，降低 PD值。這就是為什么要在電源電路中增加加速電路的原因，但是較慢的開關速度有比較好的EMI特性。

2、Coss對電路的影響

Coss非常重要，主要在于它可能會引起電路的諧振。在其他方面引起的問題較少。

3、 Crss對電路的影響

Crss反向傳輸電容也常叫做米勒電容，對于開關的上升和下降時間來說是其中一個重要的參數，他影響著關斷延時時間。

該電容隨著漏源電壓的增加而減小，尤其是輸出電容和反向傳輸電容。同時Crss引起的正反饋也非常容易引起自激振蕩。