关于MOSFET的开关特性你们了解多少
mosfet的开关特性解析|必看
mos管最显著的特点也是具有放大能力。不过它是通过栅极电压ugs控制其工作状态的，是一种具有放大特性的由电压ugs控制的开关元件。
1、静态特性
mos管作为开关元件，同样是工作在截止或导通两种状态。由于mos管是电压控制元件，所以主要由栅源电压ugs决定其工作状态。图下（a）为由nmos增强型管构成的开关电路。
2、 漏极特性
反映漏极电流id和漏极-源极间电压uds之间关系的曲线族叫做漏极特性曲线，简称为漏极特性，也就是表示函数 id=f（uds）|ugs的几何图形，如图（a）所示。
当ugs为零或很小时，由于漏极d和源极s之间是两个背靠背的pn结，即使在漏极加上正电压（uds》0v），mos管中也不会有电流，也即管子处在截止状态。
当ugs大于开启电压utn时，mos管就导通了。因为在ugs=utn时，栅极和衬底之间产生的电场已增加到足够强的程度，把p型衬底中的电子吸引到交界面处，形成的n型层——反型层，把两个n+区连接起来，也即沟通了漏极和源极。
所以，称此管为n沟道增强型mos管。可变电阻区：当ugs》utn后，在uds比较小时，id与uds成近似线性关系，因此可把漏极和源极之间看成是一个可由ugs进行控制的电阻，ugs越大，曲线越陡，等效电阻越小，如图（a）所示。
恒流区（饱和区）：当ugs》utn后，在uds比较大时，id仅决定于ugs（饱和），而与uds几乎无关，特性曲线近似水平线，d、s之间可以看成为一个受ugs控制的电流源。在数字电路中，mos管不是工作在截止区，就是工作在可变电阻区，恒流区只是一种瞬间即逝的过度状态。
3、转移特性
反映漏极电流id和栅源电压ugs关系的曲线叫做转移特性曲线，简称为转移特性，也就是表示函数 id=f（ugs）|uds的几何图形，如图（b ）所示。当ugs《utn时，mos管是截止的。当ugs》utn之后，只要在恒流区，转移特性曲线基本上是重合在一起的。曲线越陡，表示ugs对id的控制作用越强，也即放大作用越强，且常用转移特性曲线的斜率跨导gm来表示。《/utn时，mos管是截止的。当ugs》
mosfet开关power on 漏电问题
这是一个等电压转换开关。由单片机去控制从3v3stby到3v3sw的pmos 开关。
如下图，power on的过程中3v3sw power rail， 有一个voltage dip. 对比3v3sw_en（blue），发现在turn on 控制信号到来之前，3v3sw上就有电压了。
示波器测量发现，3v3sw_en控制信号pull high之前，mosfet gate电压（green）和3v3之间有1.1v左右的gap， 原则上在控制电压到来之前vgate=3v3， 这样vgs《vth， mosfet不导通。
查阅mosfet 手册，vth最小0.4v。由此可见，vgs之间压差导致漏电。
去掉电路中的c986和c985之后，问题得到解决（最终方案c985换成了1nf的小电容）。
mosfet的开关特性
如下是mosfet的等效模型，gate 和drian、source之间分别有寄生的电容cgd和cgs。这两个寄生电容直接影响着mosfet的开关特性。
有些mosfet手册上关于这两个寄生电容用q来表示。
下图是mosfet trun on的整个过程：
total 分为4个区域
region 1， vgs 开始增加，这个时候还没有到达vth， 所以vsd保持不变，id还是零。t1时刻，vgs=vth
region2， vgs 达到vth以后， mosfet 开始导通，id开始有电流。由于gate和source之间寄生电容的存在，gate的电压开始给cgs充电，达到t2的时候，cgs 冲满，vgs达到稳定值，id达到最大。
region3， vgs继续保持不变，cgd开始充电，vsd之间的压差开始减少，到达t3的时候，cgd充满了，vsd压差几乎到达最小值，这个时刻mosfet 完全导通。
region4， vgs持续增大到驱动电压，vsd之间的压差=rdson*id.
从这个过程可以看到，如果要控制vsd的slew rate 可以控制region3的时间。cgd增大，vsd slow rate就越小，当然in-rush current 也越小。
当然这也是为什么最上面的电路drain和gate之间有一个电容的原因，考虑到mosfet本身的寄生cgd可能会比较小，增加这样一个电容可以控制开关的slew rate。
回到上面的问题，由于电路中c985 c986都放了0.1uf，比较大，3v3stby上升的过程中gate电平没有快速达到3.3v，导致漏电。减少容值，可解决问题。
在有些电路中为了避免上述问题，可以加一个二极管快速导通使gate电压快速达到和source一致。
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mos管最显著的特点也是具有放大能力。不过它是通过栅极电压ugs控制其工作状态的，是一种具有放大特性的由电压ugs控制的开关元件。
1、静态特性
mos管作为开关元件，同样是工作在截止或导通两种状态。由于mos管是电压控制元件，所以主要由栅源电压ugs决定其工作状态。图下（a）为由nmos增强型管构成的开关电路。
2、 漏极特性
反映漏极电流id和漏极-源极间电压uds之间关系的曲线族叫做漏极特性曲线，简称为漏极特性，也就是表示函数 id=f（uds）|ugs的几何图形，如图（a）所示。
当ugs为零或很小时，由于漏极d和源极s之间是两个背靠背的pn结，即使在漏极加上正电压（uds》0v），mos管中也不会有电流，也即管子处在截止状态。
当ugs大于开启电压utn时，mos管就导通了。因为在ugs=utn时，栅极和衬底之间产生的电场已增加到足够强的程度，把p型衬底中的电子吸引到交界面处，形成的n型层——反型层，把两个n+区连接起来，也即沟通了漏极和源极。
所以，称此管为n沟道增强型mos管。可变电阻区：当ugs》utn后，在uds比较小时，id与uds成近似线性关系，因此可把漏极和源极之间看成是一个可由ugs进行控制的电阻，ugs越大，曲线越陡，等效电阻越小，如图（a）所示。
恒流区（饱和区）：当ugs》utn后，在uds比较大时，id仅决定于ugs（饱和），而与uds几乎无关，特性曲线近似水平线，d、s之间可以看成为一个受ugs控制的电流源。在数字电路中，mos管不是工作在截止区，就是工作在可变电阻区，恒流区只是一种瞬间即逝的过度状态。
3、转移特性
反映漏极电流id和栅源电压ugs关系的曲线叫做转移特性曲线，简称为转移特性，也就是表示函数 id=f（ugs）|uds的几何图形，如图（b ）所示。当ugs《utn时，mos管是截止的。当ugs》utn之后，只要在恒流区，转移特性曲线基本上是重合在一起的。曲线越陡，表示ugs对id的控制作用越强，也即放大作用越强，且常用转移特性曲线的斜率跨导gm来表示。《/utn时，mos管是截止的。当ugs》
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查阅mosfet 手册，vth最小0.4v。由此可见，vgs之间压差导致漏电。
去掉电路中的c986和c985之后，问题得到解决（最终方案c985换成了1nf的小电容）。
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region2， vgs 达到vth以后， mosfet 开始导通，id开始有电流。由于gate和source之间寄生电容的存在，gate的电压开始给cgs充电，达到t2的时候，cgs 冲满，vgs达到稳定值，id达到最大。
region3， vgs继续保持不变，cgd开始充电，vsd之间的压差开始减少，到达t3的时候，cgd充满了，vsd压差几乎到达最小值，这个时刻mosfet 完全导通。
region4， vgs持续增大到驱动电压，vsd之间的压差=rdson*id.
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