mosfet(金属氧化物半导体场效应晶体管)在电力电子世界的核心扮演着“高效开关”的关键角色。它以其快速的开关速度和低导通损耗而闻名，广泛应用于开关电源、电机驱动、逆变器等领域。然而，细心的工程师和电子爱好者会发现，在绝大多数MOSFET的应用电路中，尤其是在驱动感性负载时，总会看到一个二极管与MOSFET“反并联”连接——即二极管的阴极接MOSFET的漏极，阳极接源极。

这个二极管并非画蛇添足，而是电路稳定运行的“隐形守护者”。今天，我们就来深入探讨MOSFET为什么经常需要反并联一个二极管，以及它背后至关重要的原理。

一、问题的根源：感性负载的“惯性”

要理解这个二极管的作用，我们首先要认识电路中的“感性负载”，如电机、继电器、电感等。这些元件的核心特性是电流具有“惯性”，不能突变。

想象一下MOSFET驱动一个电机线圈(感性负载)的场景：

导通时：MOSFET打开，电流流过电感，电能转化为磁能储存起来。

关断瞬间：MOSFET迅速关闭，试图切断电流。但根据楞次定律，电感会产生一个反向电动势来维持电流不变。这个感应电压的方向是“下正上负”(与电源电压方向相反)。

如果没有其他路径，这个感应电压将与电源电压叠加，形成一个远高于电源电压的尖峰(浪涌电压)，直接施加在刚刚关断的MOSFET的漏极(D)和源极(S) 之间。

后果是什么? 这个瞬间的高压很可能超过MOSFET的漏源击穿电压(Vds)，导致器件被瞬间击穿，造成永久性损坏——“放烟花”的悲剧就此发生。

二、守护神登场：反并联二极管的续流作用

此时，反并联的二极管就成为了救星。它的连接方式决定了其独特的保护机制：

正常工作时：当MOSFET导通，电流方向为从漏极到源极。此时，反并联二极管处于反向偏置状态，相当于断路，对电路没有任何影响。

关键关断瞬间：当MOSFET关断，电感产生的反向电动势(下正上负)会使二极管的阳极(A)电位高于阴极(K)，从而使二极管瞬间进入正向偏置状态。

这个正向偏置的二极管为电感的续流电流提供了一个低阻抗的释放路径。感应电流可以顺畅地通过二极管循环流动，将储存的磁能逐步消耗在回路电阻上或回馈给电源。

因此，这个二极管被称为“续流二极管”或“飞轮二极管”。 它的存在，将MOSFET两端的电压钳位在“电源电压 + 二极管正向压降(约0.7V)”的水平，有效地吸收了浪涌电压，保护了脆弱的MOSFET。

三、一个常见的误解：它是“体二极管”吗?

很多初学者会问：我看到的MOSFET符号里没有这个二极管啊?实际上，在绝大多数现代功率MOSFET中，这个二极管是天然存在的!

由于MOSFET的半导体结构，在其源极和漏极之间会天然形成一个PN结二极管，这就是所谓的 “体二极管” 或 “寄生二极管” 。所以，我们电路原理图中画出的反并联二极管，很多时候只是在象征性地表示这个固有的体二极管。

那么，为什么有时还会外接一个独立的二极管呢?

这是因为MOSFET的体二极管性能通常较差：

反向恢复时间长：当二极管从导通切换到截止时，需要较长时间来“清理”载流子。在高频开关电路中，这会导致较大的反向恢复电流和开关损耗，降低效率并引起发热和电磁干扰。

正向压降大：体二极管的正向压降通常比专业的快恢复二极管要高，在续流期间会产生更多热量。

因此，在对效率、频率和可靠性要求极高的场合(如高端服务器电源、新能源汽车驱动)，工程师会选择在MOSFET外部再并联一个高性能的“快恢复二极管”或“肖特基二极管”。这种外接二极管具有极短的反向恢复时间和低正向压降，可以替代或辅助体二极管工作，从而大幅提升整个电路的性能和可靠性。

总结

总而言之，MOSFET反并联的二极管(无论是其固有的体二极管还是外接的快恢复二极管)，核心使命只有一个：为感性负载在关断时产生的反向感应电动势提供续流回路，抑制危险的浪涌电压，确保MOSFET安全可靠地工作。