原標(biāo)題：七步選好MOS管

選擇MOS管時，可以按照以下七個步驟進(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不一樣。在典型的功率應(yīng)用中：

• 當(dāng)一個MOS管接地，而負(fù)載連接到干線電壓上時，該MOS管就構(gòu)成了低壓側(cè)開關(guān)。在低壓側(cè)開關(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，就要用高壓側(cè)開關(guān)，通常會在這個拓?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，還需考慮以下因素：

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

• 開關(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)計時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MOS管VDS為450~600V。

三、確定電流

確定完電壓后，接下來要確定的就是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)生尖峰電流時的需求。電流的確定需從兩個方面著手：

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

• 脈沖尖峰：指有大量電涌（或尖峰電流）流過器件。

一旦確定了這些條件下的最大電流，直接選擇能承受這個最大電流的器件即可。

四、計算導(dǎo)通損耗

在實(shí)際情況下，MOS管在導(dǎo)電過程中會有電能損耗，即導(dǎo)通損耗。MOS管在“導(dǎo)通”時就像一個可變電阻，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)通電阻會隨溫度變化，因此功率耗損也會隨之按比例變化。對MOS管施加的電壓VGS越高，RDS(ON)就會越?。环粗甊DS(ON)就會越高。

五、確定熱要求

在確定電流之后，就要計算系統(tǒng)的散熱要求。設(shè)計人員必須考慮最壞情況和真實(shí)情況這兩種不同的情況，并建議采用針對最壞情況的計算結(jié)果，因?yàn)檫@個結(jié)果提供更大的安全余量，能確保系統(tǒng)不會失效。在MOS管的資料表上還有一些需要注意的測量數(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)計人員已確定將要通過器件的最大電流，因此可以計算出不同溫度下的RDS(ON)。

六、確定開關(guān)性能

影響MOS管開關(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_關(guān)時都要對這些電容充電，會在器件中產(chǎn)生開關(guān)損耗，從而降低MOS管的開關(guān)速度并導(dǎo)致器件效率下降。其中，柵極電荷（Qgd）對開關(guān)性能的影響最大。為計算開關(guān)過程中器件的總損耗，設(shè)計人員必須計算開通過程中的損耗（Eon）和關(guān)閉過程中的損耗（Eoff），進(jìn)而推導(dǎo)出MOS管開關(guān)總功率：Psw=(Eon+Eoff)×開關(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。常見的MOS管封裝類型有：

• 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管對應(yīng)的極限電流、電壓和散熱效果都會不一樣。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TO-220背部有散熱片，其散熱效果比TO-220F要好些，但價格也相對更貴。

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