随着硅基功率MOSFET工艺水平的不断提高,器件的性能指标有了很大的突破,如通态电阻已经低于100mΩ、击穿电压已经达到1500V左右,它们正越来越接近硅材料的理论极限值,进一步提高这些性能参数的难度变的越来越大,因此,降低器件的工作温度,充分发挥硅材料的潜能,正逐渐成为一个重要的研究方向。由于功率MOSFET的作用是用来实现高速的开通和关断,绝大部分失效机理都发生在动态变化过程中,动态特性体现了功率MOSFET的精髓,低温动态特性研究有助于弄清楚器件的低温工作机理,分析低温下器件动态特性参数的变化规律,更好的使用低温功率MOSFET,对未来工程应用有重要的意义。本文通过大量实验,发现了可在77K~300K范围内稳定工作的功率MOSFET栅极驱动芯片,保证了低温动态特性测试结果的准确性,为未来低温功率器件的工程应用做出了贡献。严格按照器件动态特性测试规范要求,为纯阻性负载和非箝位感性负载两种条件设计出了驱动信号发生电路,并改进了低温容器和电源供电等环节,设计出了一套简单可靠的低温动态特性实验平台,对中等电压等级DMOSFET功率器件的动态特性参数进行了实验测试。实验结果发现,低温下功率MOSFET的开通时间和关断时间都大幅度减小,器件的开关速度明显提高,动态性能得到显著改善。低温下DMOSFET器件的雪崩击穿电压下降,器件的最大允许雪崩耗散功率增加,安全工作区变大,器件在大电压大电流应力条件下的可靠性提高。本文使用电荷分布理论,对纯阻性负载条件下功率MOSFET的动态变化过程进行了分阶段分析,对影响器件动态特性的关键因素(极间电容)进行了研究,初步总结了动态变化过程中极间电容的变化规律。文章还对非箝位感性负载条件下功率MOSFET的动态变化过程进行了详细分析,为研究低温下器件性能的变化规律奠定了理论基础。在DMOSFET器件数学模型的基础上,研究了温度对器件内部物理参数的影响,发现对于不同水平杂质掺杂浓度和器件内部不同区域,温度对杂质电离率和载流子迁移率的影响有很大差异。在分析了温度对器件极间电容影响的基础上,借鉴DMOSFET器件的等效电路模型,参考大量实验数据,近似总结出了器件性能参数随温度的变化规律,初步建立了适用于77K~300K范围内的等效电路模型并进行仿真尝试。研究结果发现,该等效电路模型对功率MOSFET低温电路级仿真研究有一定的参考价值。