基于電感的開關電源(SM-PS)包含一個功率開關，用于控制輸入電源流經(jīng)電感的電流。大多數(shù)開關電源設計選擇MOSFET作開關(圖1a中Q1)，其主要優(yōu)點是MOSFET在導通狀態(tài)具有相對較低的功耗。

MOSFET完全打開時的導通電阻(RDS(ON))是一個關鍵指標，因為MOSFET的功耗隨導通電阻變化很大。開關完全打開時，MOSFET的功耗為ID2與RDS(ON)的乘積。如果RDS(ON)為0.02W，ID為1A，則MOSFET功耗為0.02*12=0.02W。功率MOSFET 的另一功耗源是柵極電容的充放電。這種損耗在高開關頻率下非常明顯，而在穩(wěn)態(tài)(MOSFET連續(xù)導通)情況下，MOSFET柵極阻抗極高，典型的柵極電流在納安級，因此，這時柵極電容引起的功耗則微不足道。轉換效率是SMPS的重要指標，須選擇盡可能低的RDS(ON)。MOSFET制造商也在堅持不懈地開發(fā)低導通電阻的MOSFET，以滿足這一需求。

隨著蜂窩電話、PDA及其他電子設備的體積要求越來越小，對電子器件，包括電感、電容、MOSFET等的尺寸要求也更加苛刻。減小SMPS體積的通用方法是提高它的開關頻率，開關頻率高容許使用更小的電感、電容，使外部元件尺寸最小。

不幸的是，提高SMPS的開關頻率會降低轉換效率，即使MOSFET的導通電阻非常小。工作在高開關頻率時，MOSFET的動態(tài)特性，如柵極充放電和開關時間變得更重要?？梢钥吹皆谳^高的開關頻率時，高導通電阻的MOSFET反而可以提高SMPS的效率。為了理解這個現(xiàn)象就不能只看MOSFET的導通電阻。下面討論了N溝道增強型MOSFET的情況，其它類型的MOSFET具有相同結果。

當溝道完全打開，溝道電阻(RDS(ON))降到最低;如果降低柵極電壓，溝道電阻則升高，直到幾乎沒有電流通過漏極、源極，這時MOSFET處于斷開狀態(tài)?？梢灶A見，溝道的體積愈大，導通電阻愈小。同時，較大的溝道也需要較大的控制柵極。由于柵極類似于電容，較大的柵極其電容也較大，這就需要更多的電荷來開關MOSFET。同時，較大的溝道也需要更多的時間使MOSFET打開或關閉。工作在高開關頻率時，這些特性對轉換效率的下降有重要影響。在低開關頻率或低功率下，對SMPSMOSFET的功率損耗起決定作用的是RDS(ON)，其它非理想?yún)?shù)的影響通常很小，可忽略不計。而在高開關頻率下，這些動態(tài)特性將受到更多關注，因為這種情況下它們是影響開關損耗的主要原因。

圖2.所示簡單模型顯示了N溝道增強型MOSFET的基本組成，流經(jīng)漏極與源極之間溝道的電流受柵極電壓控制

MOSFET柵極類似于電容極板，對柵極提供一個正電壓可以提高溝道的場強，產(chǎn)生低導通電阻路徑，提高溝道中的帶電粒子的流通。

對SMPS的柵極電容充電將消耗一定的功率，斷開MOSFET時，這些能量通常被消耗到地上。這樣，除了消耗在MOSFET導通電阻的功率外，SMPS的每一開關周期都消耗功率。顯然，在給定時間內柵極電容充放電的次數(shù)隨開關頻率而升高，功耗也隨之增大。開關頻率非常高時，開關損耗會超過 MOSFET導通電阻的損耗。

隨著開關頻率的升高，MOSFET的另一顯著功耗與MOSFET打開、關閉的過渡時間有關。圖3顯示MOSFET導通、斷開時的漏源電壓、漏極電流和MOSFET損耗。在功率損耗曲線下方，開關轉換期間的功耗比MOSFET導通時的損耗大。由此可見，功率損耗主要發(fā)生在開關狀態(tài)轉換時，而不是 MOSFET開通時。

MOSFET的導通和關斷需要一定的過渡時間，以對溝道充電，產(chǎn)生電流或對溝道放電，關斷電流。MOSFET參數(shù)表中，這些參數(shù)稱為導通上升時間和關斷下降時間。對指定系列中，低導通電阻MOSFET對應的開啟、關斷時間相對要長。當MOSFET開啟、關閉時，溝道同時加有漏極到源極的電壓和導通電流，其乘積等于功率損耗。三個基本功率是：

P=I*E

P=I2*R

P=E2/R

對上述公式積分得到功耗，可以對不同的開關頻率下的功率損耗進行評估。

MOSFET的開啟和關閉的時間是常數(shù)，當占空比不變而開關頻率升高時(圖5)，狀態(tài)轉換的時間相應增加，導致總功耗增加。例如，考慮一個