mosfet的开关轨迹线是判断mosfet开关过程“软硬”程度的重要评估指标，mosfet的软硬程度对于开关电源的性能、寿命、emi水平都有至关重要的影响，本文介绍了一种简单实用的方法，利用泰克tds3000系列示波器，可以实时做出mosfet的开关轨迹线，为改善mosfet的开关状态提供依据。
开关电源中的开关器件(本文以mosfet为例)在任意时刻的损耗都可以用下式计算，
其中，id为开关器件的电流，uds为电压。一般地，我们希望开关器件工作在饱和或截止状态。为减小开关损耗，在器件开关的动态过程中，总希望id和uds在任意时刻都至少有一个值接近或等于零。开关轨迹线可以很好的体现出开关器件的电流和电压的关系，开关轨迹线以mosfet的漏源极电压uds为横轴，漏极电流id为纵轴，标示出mosfet所承受的电流和电压的关系。典型开关轨迹线如图1所示：
图1中a线表示了mosfet的一次开通过程，uds逐渐降低，id逐渐升高；b线表示了一次关断过程，uds逐渐升高，id逐渐降低。但是这样的开关过程中存在电压和电流都很高的时刻，将会造成很大的开关损耗，这就是所谓的硬开关。硬开关不但增加了开关损耗，而且影响mosfet的寿命，更造成复杂的emi问题，所以我们通常希望开关过程尽量“软”一点。c、d线表示了一次理想的软开关过程，c线表示mosfet开通时，漏源极电压下降到零，漏极电流才开始从零上升，d线表示mosfet关断时，漏极电流先下降到零后，漏源极电压才开始上升。也就是说，开关轨迹线越是靠近坐标轴，开关过程就越“软”。
图1. 典型开关轨迹线
开关轨迹线
利用开关轨迹线，可以评估mosfet的开关状态，为改善开关过程提供定量依据。本文介绍了一种利用tds3000系列示波器，可以实时做出mosfet的开关轨迹线，为改善mosfet的开关状态提供指标。试验电路为常见的回扫(flyback)电路，如图2。ch1通道接电压探头，采样mosfet漏极电压，ch2通道接电流探头，采样mosfet的漏极电流。选择合适的水平和垂直标度，将触发电平设置到ch1上，可以得到如图3所示波形。
这个波形只是表示出电压和电流随时间变化的情况，没有直观地体现电压和电流的相互关系。我们可以利用tds示波器的xy显示模式，观察mosfet的开关轨迹线。将tds示波器调节到xy模式，调节ch1和ch2的幅值标度到合适位置，即可得到如图3.b所示波形。这个波形显示了一个完整的mosfet开关周期中的电流电压的相互关系，也就是开关轨迹线。其中abc为开通轨迹线，cda为关断轨迹线。
也可以将mosfet的开通轨迹线单独显示在屏幕上，具体做法如下：将时域的波形逐渐拉宽，让整个屏幕只显示开通过程的波形(此时除了调节时间标度，还可能需要调节一下触发电平)，使开通瞬间地电流电压波形处于屏幕正中间，如图4。
此时，将示波器调节到xy模式下，即可可以看到mosfet的开通轨迹线。在回扫电路中，由于mosfet开通后，变压器原边电感限制漏极电流的突变，漏极电流从零上升，mosfet是软开通。这个特性在开通轨迹线上，表现为电压先沿着或贴近x轴减小到零，漏极电流才开始上升。
图2. 被测试电路图
同样的方法，可以观察到mosfet的关断轨迹线。关断前，漏极电流正处于峰值电流出(此时，mosfet的状态正处于开关轨迹线的c点)。关断过程中，漏极电流下降的同时，漏源极电压上升，从图5.b上看，表现为关断轨迹线位置很高。mosfet是硬关断，关断损耗很大。并且，变压器原边漏感中的能量对mosfet造成很大的电压冲击。
利用开关轨迹线减小开关损耗
由以上分析可知，开关轨迹线可以直观地反映mosfet地开关损耗。我们总是希望mosfet的开关损耗尽可能减小，为此，我们常常在mosfet周围添加一些辅助电路，开关轨迹线可以帮助我们评估改善的效果。
以图示的回扫电路为例，为了改善mosfet的关断轨迹，在变压器原边绕组两端并联rc缓冲支路(如图6)，限制mosfet关断时漏极电压的上升速度。
图6中
