芯耀
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Part 01、前言
上一篇文章我們介紹了MOSFET導通過程中的開關損耗的計算方法，接下來就講一下MOSFET在關斷過程中的交叉損耗計算，主要是要估算關斷時的交叉時間，然后算出功耗。
MOSFET關斷時，漏源電壓Vds和電流ID不是瞬間變成0的，會有個過渡過程。這段時間里，電壓和電流同時存在，功率Vds × ID就變成了損耗。交叉損耗直接影響MOSFET的發(fā)熱，尤其在高頻開關電路（比如Buck轉(zhuǎn)換器）中，頻率高了，損耗累積起來就不小，散熱得跟上。
Part 02、交叉損耗計算
關斷交叉損耗的計算公式：
Vin:輸入電壓
Io:負載電流
tcrossturnoff:關斷時的交叉時間(也就是電壓電流重疊時間)
fsw:開關頻率
那么我們需要先計算出關斷交叉時間tcrossturnoff：
T2：米勒平臺階段，Vds從低電壓上升到高電壓的時間。
計算T2：米勒平臺時間
Vin:輸入電壓，假定是15V
Cgd:柵漏電容，假定是0.75pF
Rdrive:驅(qū)動電阻，假定是1Ω
VT:閾值電壓，假定是1.05V
Io:負載電流，假定是22A
g:MOSFET跨導，假定是100S
代入公式：
T2是米勒平臺階段，柵極電壓被"卡住"，因為柵漏電容 Cgd 在放電，VDs 快速上升到輸入電壓，電流ID開始下降。這段時間是關斷損耗的主要部分。
計算T3：柵極放電時間
Tg:柵極放電時間常數(shù)：
其中Cg是柵極電容，假定是300pF。
代入公式：
T3是柵極電壓從米勒平臺下降到閾值電壓的時間，MOSFET電流ID已經(jīng)降到0，Vds保持高電壓。
總交叉時間tcrossturnoff：
總關斷交叉損耗Pcrossturnoff：
代入公式：
0.83W是關斷時的交叉損耗，500kHz頻率下，每次關斷都會產(chǎn)生微小損耗，累積起來就是這個數(shù)。
總交叉損耗Pcross：
Pcrossturnon:導通交叉損耗，0.64 W （上一篇文章的計算結(jié)果)
Pcrossturnoff:關斷交叉損耗，0.83 W
總交叉損耗1.47W是MOSFET在開關過程中（導通+關斷）的損耗，加上導通損耗（I × I?× RDS(on)），就可以結(jié)合熱阻來評估總發(fā)熱對應的溫升了。
Part 03、總結(jié)
MOSFET關斷時的交叉損耗主要是T2（米勒平臺）和T3（柵極放電）兩個階段，算下來是0.83W，加上導通損耗，總交叉損耗共1.47W。設計時可以降低驅(qū)動電阻、選低Cgd的MOSFET，或者調(diào)低頻率來優(yōu)化。
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