MOS管选型-新手该如何选择高性能的MOS管器件

新手(shou)该如何选择高性能的MOS管(guan)器件？MOS管(guan)一般是金属(metal)—氧(yang)化物(oxide)—半导(dao)体(ti)(semiconductor)场效(xiao)应晶(jing)体(ti)管(guan)，或者(zhe)称是金属—绝缘体(ti)(insulator)—半导(dao)体(ti)。MOS管(guan)的source（源极）和(he)drain（耗尽层(ceng)）是可以对(dui)调的，他们都是在P型backgate中形(xing)成的N型区。

在多(duo)数情(qing)况(kuang)下(xia)，这(zhei)个两(liang)个区是一样(yang)的，即(ji)使两(liang)端对调也(ye)不(bu)会(hui)影响(xiang)器(qi)件的性(xing)能。这(zhei)样(yang)的器(qi)件被(bei)认为(wei)是对称的。场效(xiao)应(ying)管(guan)分(fen)为(wei)PMOS管(guan)和NMOS管(guan)，属于绝缘栅场效(xiao)应(ying)管(guan)。

在一些电路(lu)的设计(ji)中(zhong)，不光是(shi)(shi)开关(guan)电源电路(lu)中(zhong)，经(jing)常会(hui)使用MOS管(guan)，正(zheng)确(que)选择(ze)MOS管(guan)是(shi)(shi)硬(ying)件工程师(shi)经(jing)常遇到(dao)的问题，更是(shi)(shi)很重要(yao)的一个(ge)环节(jie)，MOS管(guan)选择(ze)不好有可(ke)能影响到(dao)整个(ge)电路(lu)的效率和(he)成(cheng)本(ben)。那么新(xin)手(shou)该如何(he)选择(ze)高性能的MOS管(guan)呢？

1.选(xuan)择好MOS管(guan)器(qi)件的第一(yi)步是(shi)决定(ding)采(cai)用N沟(gou)道(dao)还(hai)是(shi)P沟(gou)道(dao)MOS管(guan)。在典型(xing)的功率应用中，当(dang)一(yi)个(ge)MOS管(guan)接地，而负(fu)(fu)载(zai)连(lian)接到干线电(dian)压(ya)上时(shi)(shi)，该MOS管(guan)就构成了低压(ya)侧开关。在低压(ya)侧开关中，应采(cai)用N沟(gou)道(dao)MOS管(guan)，这(zhei)是(shi)出于对关闭或导通器(qi)件所需(xu)电(dian)压(ya)的考虑。当(dang)MOS管(guan)连(lian)接到总(zong)线及负(fu)(fu)载(zai)接地时(shi)(shi)，就要(yao)用高压(ya)侧开关。通常会(hui)在这(zhei)个(ge)拓(tuo)扑(pu)中采(cai)用P沟(gou)道(dao)MOS管(guan)，这(zhei)也是(shi)出于对电(dian)压(ya)驱动的考虑。

2.确定(ding)MOS管的(de)额(e)(e)定(ding)电(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)，该额(e)(e)定(ding)电(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)应是(shi)负(fu)载在(zai)所有(you)情况下(xia)(xia)能够承(cheng)(cheng)受(shou)的(de)最大(da)(da)电(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)。与电(dian)(dian)压的(de)情况相似，确保所选的(de)MOS管能承(cheng)(cheng)受(shou)这个额(e)(e)定(ding)电(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)，即使(shi)在(zai)系统产生尖(jian)峰(feng)电(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)时。两个考虑的(de)电(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)情况是(shi)连续(xu)模式和脉冲尖(jian)峰(feng)。在(zai)连续(xu)导通模式下(xia)(xia)，MOS管处于稳态(tai)，此(ci)时电(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)连续(xu)通过(guo)器(qi)件(jian)(jian)。脉冲尖(jian)峰(feng)是(shi)指有(you)大(da)(da)量(liang)电(dian)(dian)涌(或尖(jian)峰(feng)电(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu))流(liu)(liu)(liu)过(guo)器(qi)件(jian)(jian)。一旦(dan)确定(ding)了(le)这些条件(jian)(jian)下(xia)(xia)的(de)最大(da)(da)电(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)，只需直接选择能承(cheng)(cheng)受(shou)这个最大(da)(da)电(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)的(de)器(qi)件(jian)(jian)便(bian)可。

3.选择MOS管的下一步是系统的散(san)热要求须(xu)考虑两(liang)种不同的情(qing)况(kuang)，即最坏情(qing)况(kuang)和真实情(qing)况(kuang)。建议(yi)采用(yong)针对最坏情(qing)况(kuang)的计算结果，因为(wei)这个(ge)结果提(ti)供更(geng)大的安全余量，能确(que)保系统不会失效(xiao)。

4.开(kai)关性能很重(zhong)要。影响开关性能的参数有很多，但最重要的是栅极/漏极、栅极/源极及漏极(ji)/源极(ji)电(dian)容(rong)。这些(xie)电(dian)容(rong)会在器(qi)件(jian)(jian)中产生开(kai)关(guan)(guan)损耗，因为在每次开(kai)关(guan)(guan)时都要对它(ta)们充电(dian)。MOS管的(de)开(kai)关(guan)(guan)速度因此被降(jiang)低，器(qi)件(jian)(jian)效率也下降(jiang)。为计(ji)算(suan)开(kai)关(guan)(guan)过(guo)程(cheng)中器(qi)件(jian)(jian)的(de)总损耗，要计(ji)算(suan)开(kai)通过(guo)程(cheng)中的(de)损耗(Eon)和关(guan)(guan)闭(bi)过(guo)程(cheng)中的(de)损耗(Eoff)。

5、封装因素(su)考量(liang)。MOS管(guan)器件不同(tong)的(de)封装尺寸MOS管(guan)具(ju)有不同(tong)的(de)热阻和耗散功率，需要考虑系(xi)统的(de)散热条件和环(huan)境温度(du)（如是(shi)否有风冷、散热器的(de)形状和大小限制、环(huan)境是(shi)否封闭等因素），基(ji)本原则就是(shi)在(zai)保(bao)证功率MOS管(guan)的(de)温升和系(xi)统效率的(de)前提下，选取参数和封装更通用的(de)功率MOS管(guan)。

总(zong)结：小(xiao)到选(xuan)(xuan)N型还是P型、封装类型，大到MOS管(guan)(guan)器件的(de)(de)(de)耐压(ya)、导(dao)通(tong)电(dian)阻等，不同的(de)(de)(de)应(ying)用需求(qiu)千变万化，工程师(shi)在选(xuan)(xuan)择MOS管(guan)(guan)时，一(yi)定要依据电(dian)路设计需求(qiu)及MOS管(guan)(guan)工作场(chang)所来选(xuan)(xuan)取(qu)合适(shi)的(de)(de)(de)MOS管(guan)(guan)，从而获得最佳的(de)(de)(de)产品设计体(ti)验。当然，在考虑性能的(de)(de)(de)同时，成本也是选(xuan)(xuan)择的(de)(de)(de)因素之一(yi)，只有高性价比的(de)(de)(de)产品，才能让工程师(shi)设计的(de)(de)(de)产品在品质(zhi)与收益中达到平(ping)衡。

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