MOSFET 开关损耗

MOSFET 作开关（PWM、电机/LED 驱动、DC-DC）时的损耗与温升：导通损耗（含 R_DS(on) 温度系数）、由栅极电荷与驱动电流估算的开关损耗、栅极驱动功率，以及结温。

电路原理图

点按结果可复制数值；支持输入 4.7k、100n、2u2 等工程写法

P_cond = I_D² · R_DS(on)(T_j) · D，R_DS(on)(T_j) = R_DS(on),25·(1+α)^T_j−25

I_G,on = (V_DRV − V_plateau)/R_G，I_G,off = V_plateau/R_G

t_r = Q_sw/I_G,on，t_f = Q_sw/I_G,off，Q_sw ≈ Q_gs/2 + Q_gd

P_sw = ½ · V_DS · I_D · (t_r + t_f) · f

P_G = Q_g · V_DRV · f

T_j = T_A + R_θJA·(P_cond + P_sw)（迭代求解）

MOSFET 作开关时的损耗主要有两部分：导通损耗（电流流过 R_DS(on)）和开关损耗（开通/关断过程中电压和电流同时存在）。低频大电流时导通损耗为主，高频高压时开关损耗为主。

R_DS(on) 有正温度系数，结温升高后导通损耗增大，因此需要迭代求结温；若散热不足会热失控。
开关过渡主要发生在米勒平台：栅极电流对 Q_gd（加 Q_gs 的后半段）充放电的时间即电压/电流交叠时间。关断时栅极电流只有 V_plateau/R_G，通常比开通慢。
栅极驱动功率 Q_g·V_DRV·f 消耗在驱动器和栅极电阻上（与 R_G 大小无关），用来选驱动器和其供电。

3.3/5 V MCU 直接驱动请选逻辑电平 MOSFET（R_DS(on) 标注 @V_GS = 4.5 V 或 2.5 V），并确认在实际驱动电压下的 R_DS(on)。
高频开关（> 50 kHz）或大栅极电荷器件请使用专用栅极驱动器，MCU 引脚只能提供 10–20 mA。
感性负载（电机、继电器、电感）需要续流二极管或依靠体二极管，并注意关断电压尖峰。