用于反激变换器中BIMOSFET的相关性能

静态特性

通过对比输出曲线，我们可以看到MOSFET的线性特性(图4a)和BIMOSFET的双极性(图4b)。

图4a告诉我们，当驱动电压仅为6V时，MOSFET可以流过2A的电流。对比图4b中BIMOSFET的输出特性，我们看到当驱动电压为7V时，没有电流流过。这就是BIMOSFET最大的区别。当电流低于5A时，我们至少需要11V的驱动电压来开通它。在电流峰值比较高的场合，我们需要15V的驱动电压。导通时的损耗也不尽相同。驱动电压15V，流过的电流为2A时，MOSFET有18V的压降，而BIMOSFET只有4V的压降，这就减小了4.5倍的损耗。此外BIMOSFET的电流定额也比较高，普通MOSFET只能流过3A，而BIMOSFET可以达到10A以上。

图四　输出特性

7 开关特性

为了量化MOSFET和BIMOSFET的性能，我们作了一系列的对比试验。图5a和图5b给出了一个完整开关周期的波形，并对损耗进行了计算。同时还测量了漏极电流，漏极电压，和门极电压。功率耗散和全部的能量也通过这些数据计算出来。

测试装置是一个双脉冲测试器，当MOSFET导通时，续流二极管依旧开通。因此开通的波形会受到二极管反向恢复的一点影响。但由于二极管对MOSFET和BIMOSFET的影响是一样的，所以二者仍然可以比较。

图五　开关波形

条件如下所示：

关断电流幅值=4A

电压=800V

门极驱动=15V，40欧姆

结温=125摄氏度

t0到t1是导通状态的结束。在这个状态结束时，我们可以看到能量曲线有所上升(实线所示)，这是由MOSFET导通时比较高的损耗造成的。

下个阶段(t1到t2)是关断状态。虚线所示两者基本没有什么区被，BIMOSFET略微少一点。

关断结束后(t2到t3)，BIMOSFET不存在拖尾电流。能量曲线有轻微上升，因为我们得到的结果和MOSFET相同，而MOSFET是没有拖尾电流的，所以关断状态时的测量可能会存在一点误差。

下个阶段是开通阶段，从t3到t4。我们可以看到开通时会产生比较大的损耗。上面的实线表示电流的尖峰，这是由二极管的换向造成的。MOSFET的开通时间要长于BIMOSFET。MOSFET的峰值功率为250nS,4KW;而BIMOSFET的峰值功率为130nS，5KW。MOSFET的总开关损耗大约为0.5mJ，而BIMOSFET仅为0.4mJ，大约减小了20%。

最后的500nS，从t4到t5，是导通状态的开始阶段。MOSFET的能量曲线由于较高的通态电阻而有所上升。BIMOSFET的曲线比较平缓，因为它的饱和压降比较低。

8 结语

BIMOSFET的优点首先在于它的低开通损耗，其次是它的导通损耗也比较低。到t5时刻，每个周期的总能量消耗，MOSFET为0.95mJ，而BIMOSFET仅为0.62mJ。BIMOSFET的总损耗大约减小了35%。