실제 다이오드는 순방향 전압 강하 \(V_F\)가 존재합니다. 따라서 다이오드에 전류가 흐르면 손실이 발생합니다.
\[p(t)=V_Fi_{diode}(t)\]스위칭 주기에 대해 평균을 내면 다음과 같습니다.
\[\begin{align*} P&=\frac{1}{T_s}\int_{T_s}p(t)dt\\ &=\frac{1}{T_s}\int_{T_s}V_Fi_{diode}(t)dt\\ &=V_F\left(\frac{1}{T_s}\int_{T_s}i_{diode}(t)dt\right)\\ &=V_FI_{diode} \end{align*}\]순방향 전압 강하와 평균 전류의 곱으로 나타납니다. 순방향 전압 강하는 정해진 값입니다. 따라서 평균 전류가 클수록 다이오드로 인한 손실은 커집니다. 실제로 다이오드의 도통 손실이 전체 손실 중에서 많은 비중을 차지합니다.
다이오드와 같은 타이밍에 도통되도록 동작하면서, 다이오드보다 도통 손실이 작도록 하는 방법이 있습니다. MOSFET을 다이오드가 도통되는 타이밍에만 구동하는 것입니다. 이러한 방식을 동기 정류(Synchronous Rectification)라고 합니다. 다이오드의 도통 타이밍에 맞춰 MOSFET의 스위칭을 동기화한다는 의미입니다. 이때 사용되는 MOSFET을 동기 정류기(Synchronous Rectifier)라고 합니다.
MOSFET은 구동시, \(R_{DS(on)}\)만큼의 저항이 있습니다. 이로 인해 도통 손실이 발생합니다.
\[p(t)=i_{D}^2(t)R_{DS(on)}\]스위칭 주기에 대해 평균을 내면 다음과 같습니다.
\[\begin{align*} P&=\frac{1}{T_s}\int_{T_s}p(t)dt\\ &=\frac{1}{T_s}\int_{T_s}i_{D}^2(t)R_{DS(on)}dt\\ &=\left(\frac{1}{T_s}\int_{T_s}i_{D}^2(t)dt\right)R_{DS(on)}\\ &=i_{D,rms}^2R_{DS(on)} \end{align*}\]\(R_{DS(on)}\)은 보통 수~수십 mΩ 입니다. 다이오드에 비해 도통 손실이 더 적습니다.