原標(biāo)題：七步選好MOS管

選擇MOS管時(shí)，可以按照以下七個(gè)步驟進(jìn)行，以確保選出最適合的器件：

一、確定N、P溝道的選擇

MOS管有兩種結(jié)構(gòu)形式，即N溝道型和P溝道型。結(jié)構(gòu)不一樣，使用的電壓極性也會(huì)不一樣。在典型的功率應(yīng)用中：

• 當(dāng)一個(gè)MOS管接地，而負(fù)載連接到干線電壓上時(shí)，該MOS管就構(gòu)成了低壓側(cè)開(kāi)關(guān)。在低壓側(cè)開(kāi)關(guān)中，應(yīng)采用N溝道MOS管。

• 當(dāng)MOS管連接到總線且負(fù)載接地時(shí)，就要用高壓側(cè)開(kāi)關(guān)，通常會(huì)在這個(gè)拓?fù)渲胁捎肞溝道MOS管。

二、確定電壓

額定電壓越大，器件的成本就越高。從成本角度考慮，需要確定所需的額定電壓，即器件所能承受的最大電壓。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，額定電壓應(yīng)當(dāng)大于干線電壓或總線電壓，一般會(huì)留出1.2~1.5倍的電壓余量，以提供足夠的保護(hù)，防止MOS管失效。同時(shí)，還需考慮以下因素：

• MOS管所能承受的最大電壓會(huì)隨溫度變化而變化，因此設(shè)計(jì)人員必須在整個(gè)工作溫度范圍內(nèi)測(cè)試電壓的變化范圍。

• 開(kāi)關(guān)電子設(shè)備（如電機(jī)或變壓器）可能誘發(fā)電壓瞬變，這也是設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的安全因素。

• 不同應(yīng)用的額定電壓也有所不同。通常便攜式設(shè)備選用20V的MOS管，F(xiàn)PGA電源為20~30V的MOS管，85~220VAC應(yīng)用時(shí)MOS管VDS為450~600V。

三、確定電流

確定完電壓后，接下來(lái)要確定的就是MOS管的電流。MOS管的額定電流應(yīng)是負(fù)載在所有情況下都能夠承受的最大電流。與電壓的情況相似，MOS管的額定電流必須能滿足系統(tǒng)產(chǎn)生尖峰電流時(shí)的需求。電流的確定需從兩個(gè)方面著手：

• 連續(xù)模式：在連續(xù)導(dǎo)通模式下，MOS管處于穩(wěn)態(tài)，此時(shí)電流連續(xù)通過(guò)器件。

• 脈沖尖峰：指有大量電涌（或尖峰電流）流過(guò)器件。

一旦確定了這些條件下的最大電流，直接選擇能承受這個(gè)最大電流的器件即可。

四、計(jì)算導(dǎo)通損耗

在實(shí)際情況下，MOS管在導(dǎo)電過(guò)程中會(huì)有電能損耗，即導(dǎo)通損耗。MOS管在“導(dǎo)通”時(shí)就像一個(gè)可變電阻，由器件的導(dǎo)通電阻RDS(ON)確定，并隨溫度顯著變化。器件的功率損耗PTRON=Iload2×RDS(ON)（Iload為最大直流輸出電流）。由于導(dǎo)通電阻會(huì)隨溫度變化，因此功率耗損也會(huì)隨之按比例變化。對(duì)MOS管施加的電壓VGS越高，RDS(ON)就會(huì)越小；反之RDS(ON)就會(huì)越高。

五、確定熱要求

在確定電流之后，就要計(jì)算系統(tǒng)的散熱要求。設(shè)計(jì)人員必須考慮最壞情況和真實(shí)情況這兩種不同的情況，并建議采用針對(duì)最壞情況的計(jì)算結(jié)果，因?yàn)檫@個(gè)結(jié)果提供更大的安全余量，能確保系統(tǒng)不會(huì)失效。在MOS管的資料表上還有一些需要注意的測(cè)量數(shù)據(jù)，比如封裝器件的半導(dǎo)體結(jié)與環(huán)境之間的熱阻，以及最大的結(jié)溫。器件的結(jié)溫等于最大環(huán)境溫度加上熱阻與功率耗散的乘積。由于設(shè)計(jì)人員已確定將要通過(guò)器件的最大電流，因此可以計(jì)算出不同溫度下的RDS(ON)。

六、確定開(kāi)關(guān)性能

影響MOS管開(kāi)關(guān)性能的參數(shù)有很多，但最重要的是柵極/漏極、柵極/源極及漏極/源極電容。因?yàn)樵诿看伍_(kāi)關(guān)時(shí)都要對(duì)這些電容充電，會(huì)在器件中產(chǎn)生開(kāi)關(guān)損耗，從而降低MOS管的開(kāi)關(guān)速度并導(dǎo)致器件效率下降。其中，柵極電荷（Qgd）對(duì)開(kāi)關(guān)性能的影響最大。為計(jì)算開(kāi)關(guān)過(guò)程中器件的總損耗，設(shè)計(jì)人員必須計(jì)算開(kāi)通過(guò)程中的損耗（Eon）和關(guān)閉過(guò)程中的損耗（Eoff），進(jìn)而推導(dǎo)出MOS管開(kāi)關(guān)總功率：Psw=(Eon+Eoff)×開(kāi)關(guān)頻率。

七、封裝因素考量

不同的封裝尺寸MOS管具有不同的熱阻和耗散功率，需要考慮系統(tǒng)的散熱條件和環(huán)境溫度（如是否有風(fēng)冷、散熱器的形狀和大小限制、環(huán)境是否封閉等因素）?；驹瓌t就是在保證功率MOS管的溫升和系統(tǒng)效率的前提下，選取參數(shù)和封裝更通用的功率MOS管。常見(jiàn)的MOS管封裝類(lèi)型有：

• 插入式封裝：TO-3P、TO-247、TO-220、TO-220F、TO-251、TO-92等。

• 表面貼裝式：TO-263、TO-252、SOP-8、SOT-23、DFN等。

不同的封裝形式，MOS管對(duì)應(yīng)的極限電流、電壓和散熱效果都會(huì)不一樣。例如：

• TO-3P/247是中高壓、大電流MOS管常用的封裝形式，產(chǎn)品具有耐壓高、抗擊穿能力強(qiáng)等特點(diǎn)，適于中壓大電流（電流10A以上、耐壓值在100V以下）或在120A以上、耐壓值200V以上的場(chǎng)所中使用。

• TO-220/220F這兩種封裝樣式的MOS管外觀差不多，可以互換使用。不過(guò)TO-220背部有散熱片，其散熱效果比TO-220F要好些，但價(jià)格也相對(duì)更貴。

綜上所述，選擇MOS管需要從多個(gè)方面進(jìn)行綜合考慮。通過(guò)按照以上七個(gè)步驟進(jìn)行選型，可以選出最適合的MOS管器件。