MOSFET 與場效電晶體電路

本體二極體

每一顆功率 MOSFET 裡都藏著一顆你沒要求的二極體。由於基體(substrate)接到源極,那個基體與汲極之間的接面就構成一顆內建的 PN 二極體,稱為本體二極體或寄生二極體。對 N 通道元件而言,它由源極指向汲極,所以只要汲極被拉到比源極更負,它就導通,即使閘極關閉、通道閉合也一樣。這是元件製造方式無可避免的副作用。

本體二極體遠不只是個麻煩,在驅動電感性負載的切換電路中它其實很有用。當你關掉一顆馬達或線圈時,它的電流不能瞬間停止,而合適的 MOSFET 的本體二極體會提供一條路徑,讓那股電流安全地續流(freewheel),很像一顆外加的飛輪二極體。在半橋或馬達驅動器中,兩顆 MOSFET 的本體二極體會在兩顆電晶體都關閉的那段短暫死區時間裡,接住電感電流。

誠實的提醒是:MOSFET 的本體二極體是顆平庸的二極體:它的順向壓降偏高,更糟的是它停止導通得很慢(有可觀的逆向回復電荷)。在快速或高頻切換中,那份遲緩會造成額外損耗與電流尖峰。所以在嚴苛的轉換器裡,設計者常並聯一顆更快的外加蕭特基二極體,或挑一顆本體二極體又快又軟的 MOSFET。千萬別假設本體二極體和專門製造的二極體一樣好。

用一顆 N 通道 MOSFET 關掉一個繼電器線圈,線圈崩潰的電流會經由本體二極體(或外加的飛輪二極體)找到路徑,而不是把汲極衝到一個破壞性的電壓。

一顆內建、永遠存在、由源極指向汲極的二極體。

本體二極體是真的,但很慢、壓降高、有逆向回復損耗。要快速切換時,並聯一顆蕭特基,而不要依賴它。

又稱
intrinsic diode寄生二極體本體二極體