一、结构与工作原理
1．结构
mosfet的类型很多，按导电沟道可分为p沟道和n沟道；根据栅极电压与导电沟道出现的关系可分为耗尽型和增强型。功率场效应晶体管一般为n沟道增强型。从结构上看，功率场效应晶体管与小功率的mos管有比较大的差别。小功率mos管的导电沟道平行于芯片表面，是横向导电器件。而p-mosfet常采用垂直导电结构，称vmosfet（vertical mosfet），这种结构可提高mosfet器件的耐电压、耐电流的能力。图1给出了具有垂直导电双扩散mos结构的vd-mosfet（vertical double-diffused mosfet）单元的结构图及电路符号。一个mosfet器件实际上是由许多小单元并联组成。
a） 结构图 b） 符号（n沟道） c） 符号（p沟道）
图1 mosfet的结构图及电路符号
2．工作原理
如图1所示，mosfet的三个极分别为栅极g、漏极d和源极s。当漏极接正电源，源极接负电源，栅源极间的电压为零时，p基区与n区之间的pn结反偏，漏源极之间无电流通过。如在栅源极间加一正电压ugs，则栅极上的正电压将其下面的p基区中的空穴推开，而将电子吸引到栅极下的p基区的表面，当ugs大于开启电压ut时，栅极下p基区表面的电子浓度将超过空穴浓度，从而使p型半导体反型成n型半导体，成为反型层，由反型层构成的n沟道使pn结消失，漏极和源极间开始导电。ugs数值越大，p-mosfet导电能力越强，id也就越大。
二、工作特性
1．静态特性
（1）漏极伏安特性
漏极伏安特性也称输出特性，如图2所示，可以分为三个区：可调电阻区ⅰ，饱和区ⅱ，击穿区ⅲ。在ⅰ区内，固定栅极电压ugs，漏源电压uds从零上升过程中，漏极电流id首先线性增长，接近饱和区时，id变化减缓，而后开始进入饱和。达到饱和区ⅱ后，此后虽uds增大，但id维持恒定。从这个区域中的曲线可以看出，在同样的漏源电压uds下，ugs越高，因而漏极电流id也大。当uds过大时，元件会出现击穿现象，进入击穿区ⅲ。
（2）、转移特性
漏极电流id与栅源极电压ugs反映了输入电压和输出电流的关系，称为转移特性，如图3所示。当id较大时，该特性基本上为线性。曲线的斜率gｍ＝△id/△ugs称为跨导，表示p-mosfet栅源电压对漏极电流的控制能力，与gtr的电流增益β含义相似。图中所示的ugs（th）为开启电压，只有ugs>ugs（th）时才会出现导电沟道，产生栅极电流id。
图2 漏极伏安特性 图3 转移特性
2．开关特性
p-mosfet是多数载流子器件，不存在少数载流子特有的存贮效应，因此开关时间很短，典型值为20ns，而影响开关速度的主要是器件极间电容。图4为元件极间电容的等效电路，从中可以求得器件输入电容为cin＝cgs＋cgd。正是cin在开关过程中需要进行充、放电，影响了开关速度。同时也可看出，静态时虽栅极电流很小，驱动功率小，但动态时由于电容充放电电流有一定强度，故动态驱动仍需一定的栅极功率。开关频率越高，栅极驱动功率也越大。
p-mosfet的开关过程如图5所示，其中up为驱动电源信号，ugs为栅极电压，id为漏极电流。当up信号到来时，输入电容cin有一充电过程，使栅极电压ugs只能按指数规律上升。p-mosfet的开通时间为ton＝td(on)＋tr。当up信号下降为零后，栅极输入电容ｃin上贮存的电荷将通过信号源进行放电，使栅极电压ugs按指数下降，到up结束后的td(off)时刻，id电流才开始减小，故td(off)称为关断延迟时间。p-mosfet的关断时间应为toff＝td(off)＋tf。
图4 输入电容等效电路 图5 开关特性
三、主要参数与安全工作区
1．主要参数
（1）漏极电压uds
漏极电压uds为p-mosfet的电压定额。
（2） 电流定额id
电流定额id为漏极直流电流，idm为漏极脉冲电流幅值。
（3） 栅源电压ugs
栅源间加的电压不能大于此电压，否则将击穿元件。
2．安全工作区
p-mosfet是多数载流子工作的器件，元件的通态电阻具有正的温度系数，即温度升高通态电阻增大，使漏极电流能随温度升高而下降，因而不存在电流集中和二次击穿的限制，有较宽的安全工作区。p-mosfet的正向偏置安全工作区由四条边界包围框成，如图6所示。其中ⅰ为漏源通态电阻限制线；ⅱ为最大漏极电流idm限制线；ⅲ为最大功耗限制线；ⅳ为最大漏源电压限制线。
图6 p-mosfet正向偏置安全工作区