什么是超结高压功率MOSFET的零电压ZVS关断特性
1、功率mosfet常规的开关特性
功率mosfet在开通的过程中，当vgs的驱动电压从vth上升到米勒平台vgp时间段t1-t2，漏极电流id从0增加系统的最大的电流，vgs和id保持由跨导gfs所限制的传输特性曲线的关系，而vds的电压保持不变，这一个时间区域称为di/dt，主要由栅极总电阻rg和ciss电容所控制。其中，米勒平台vgp的电压由跨导gfs和负载电流所决定。
图1：功率mosfet在开通的过程
功率mosfet进入米勒平台后，在t2-t3期间，vgs的电压保持米勒平台vgp不变，漏极电流id保持系统的最大的电流不变，vds电压从最大的输入电压下降到0，这一个时间区域称为dv/dt，主要由栅极电阻rg和crss电容所控制。
在这二段时间内，vds电压和id电流具有交叠，因此产生开关损耗。和平面技术相比，超结结构的功率mosfet开通过程中不同的地方在于：vds电压从最大的输入电压下降到0的时间，小于米勒平台时间，因此，用米勒平台时间计算开关损耗，会远远大于实际的开关损耗。
另外，对于关断的过程，特别是新一代的超结结构的功率mosfet，在一定的范围内，dv/dt、di/dt已经不受栅极驱动电路的控制，通过调整外部的栅极电阻，不能控制系统的dv/dt、di/dt。
2、超结结构的功率mosfet零电压zvs关断特性
通常，功率mosfet的关断特性受栅极串联的电阻和crss的控制，但是，新一代超结结构的功率mosfet栅极电荷、coss和crss的非线性特性增加，在高压下电容变得非常小，在低压时电容又变得非常大，如果使用栅极电阻值比较小，最终导致关断过程和传统的模式具有不同的特性；而且， 有些超结功率mosfet的coss会出现滞洄特性 ，以后文章会讲述这个问题。
关断过程中，vds的斜率为：
在米勒平台处，dvds/dt= dvgd/dt，cgd中产生的电流和栅极电阻rg的电流分别为：
其中，cds为d、s极之间coss和外加的电容总和；
cgd为g、d极之间crss和外加的电容总和；
rg为栅极内部和外串的电阻总和；
vp为米勒平台电压。
关断过程中，当栅极驱动电阻值比较小，栅极放电的电流比较大，栅极电压vgs下降的速度非常快。通常情况下，米勒平台维持平台电压时， dvds/dt在cgd中产生的电流应该等于栅极电阻的电流：
图2：关断过程中米勒平台状态的电流
新一代超结功率mosfet关断时，从米勒平台开始，vds电压从0开始上升，但是vds在0v以及较低的电压值时，超结功率mosfet的输出电容coss非常非常大，负载电流对电容cds充电的速度非常慢，vds的电压上升非常慢，dvds/d非常低，就会导致vds电压的变化提供给cgd的电流小于流过栅极驱动电阻的电流：
根据节点电流的原理，ciss电容必须放电，维持节点电流的平衡，因此，vgs会快速的下降，导致功率mosfet沟道快速的完全关断，沟道电流为0，而vds电压仍然维持非常低的值；然后，几乎全部的负载电流继续对输出电容cds充电。
因此，这种开关特性和常规的关断过程的机制不同，栅极驱动电路的栅极电阻参数，不能有效控制vds电压的变化率，vds电压的变化率主要受输出电容cds和负载电流控制。
由上述公式，超结功率mosfet沟道提前关断的条件为：
电容cgd和米勒平台电压也影响vds电压变化。
由上面的公式，可以的到：
（1）、新一代超结功率mosfet如果想用rg控制关断的dv/dt，rg必须增加到非常大的值，这又会导致开关的速度非常慢，增加开关损耗和延时开关。
（2）、增大cgd的值，也就是g、d外加并联电容，就可以使用较小的rg，来控制关断的dv/dt，这样一个比较优化的方法。
（3）、增大cds的值，d、s外加并联电容方法来控制关断的dv/dt，其缺点是会增加开通的电流尖峰和di/dt。
如果功率mosfet流过的负载电流变化的范围大，不外加元件，在关断过程中，dv/dt、di/dt也会在很大的范围内变动，对对系统的emi和器件可靠性带来问题。
另外可以发现，超结功率mosfet关断的特性，非常接近于零电压开关zvs的关断模式，就是vds电压和id电流具有交叠的时间非常短，图3展示了功率mosfet的栅极驱动电阻值非常小的工作波形，从波形可以看到，关断的vds和id波形的交错区域非常小，类似于零电压开关zvs的关断模式，因此关断损耗非常小，在硬开关的电源结构中，可以提高系统的效率。
当然，如果超结功率mosfet的 coss具有滞洄特性 ，那么，相应的 开关损耗就会产生滞洄损耗的特性**** ，以后再讲述这个问题。
图3：功率mosfet的栅极驱动电阻值非常小的工作波形
3、总结
新一代的超结结构的功率mosfet的栅极驱动电阻值较小时，dv/dt主要受输出电容coss和最大的负载电流的限制；di/dt随着负载电流的上升，以非常快的速度上升，在大的负载电流时，主要受外部的寄生电感和外部应用电路的限制。当栅极驱动电阻增加到非常大的值时，dv/dt开始部分受到驱动电路的限制，di/dt情况也基本类似。
新一代的超结结构的功率mosfet通常需要外加电容和栅极电阻相配合，控制器件的开关速度，保持栅极驱动电路的电阻对器件关断过程的dv/dt、di/dt的可控或部分的可控，从而保证器件在极端的条件下工作在可靠的工作区，或满足系统emi要求。
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另外，对于关断的过程，特别是新一代的超结结构的功率mosfet，在一定的范围内，dv/dt、di/dt已经不受栅极驱动电路的控制，通过调整外部的栅极电阻，不能控制系统的dv/dt、di/dt。
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其中，cds为d、s极之间coss和外加的电容总和；
cgd为g、d极之间crss和外加的电容总和；
rg为栅极内部和外串的电阻总和；
vp为米勒平台电压。
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