MOS管的选型，这篇很全面~

• 来源：宇芯电子 更新时间：2023-10-30 11:03:15点击：6次

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  MOS管的选型，这篇很全面~

  
  

  
  

  

  
  

  
  

  一、MOSFET的简介

   

         金属-氧化物半导体场效应晶体管，简称MOSFET。是一种可以广泛使用的在模拟电路与数字电路的场效晶体管。MOSFET依照其“通道”(工作载流子)的极性不同，可分为“N型”与“P型”的两种类型，通常又称为N-MOSFET与P-MOSFET，MOSFET广泛应用于电路电子开关。

   

   

  二、MOSFET的选用技巧

   

  1、选用N沟道还是P沟道，在低压侧开关中，应采用N沟道MOSFET，这是出于对关闭或导通器件所需电压的考虑。当MOSFET连接到总线及负载接地时，就要用高压侧开关。通常是出于对电压驱动的考虑；

   

  2、额定电压越大，器件的成本就越高，VDS必须覆盖电路额定工作电压范围并且注意温度曲线；

   

  3、确定额定电流，额定电流应是负载在所有情况下能够承受的最大电流；

   

  4、选好额定电流后，还必须计算导通损耗。MOSFET在“导通”时就像一个可变电阻，由器件的RDS(ON)所确定，并随温度而显著变化。器件功率损耗可由IIoad2 x RDS(ON)计算也会随之按比例变化。对MOSFET施加的电压VGS越高，RDS(ON)就会越小，反之RDS(ON)就会要折中权衡的地方。对便携式设计来说，采用较设计，可采用较高的电压。注意RDS(ON)电阻会随着电流轻微上升；

   

  5、决定开关性能，是栅极/漏极、栅极/源极及漏极源极电容。这些电容会在器件中产生开关损耗，因为在每次开关时都要低，器件效率也下降。为计算开关过程中器件的总损耗，设计人员必须计算开通过程中的损耗(Eon)和关闭过程中的损耗(Eoff)。

   

   

  三、MOSFET的主要参数

   

  1、极限参数：

  
  

  ID：最大漏源电流。是指场效应管正常工作时，漏源间所允许通过的最大电流。场效应管的工作电流不应超过 ID 。此参数会随结温度的上升而有所减额

  
  

  IDM：最大脉冲漏源电流。此参数会随结温度的上升而有所减额

  
  

  PD：最大耗散功率。是指场效应管性能不变坏时所允许的最大漏源耗散功率。使用时，场效应管实际功耗应小于 PDSM 并留有一定余量。此参数一般会随结温度的上升有所减额

   

  VGS：最大栅源电压

  
  

  Tj：最大工作结温。通常为 150 ℃ 或 175 ℃ ，器件设计的工作条件下须确应避免超过这个温度，并留有一定裕量

  
  

  TSTG：存储温度范围

  
  

  2、静态参数

  
  

  V(BR)DSS：漏源击穿电压。是指栅源电压VGS 为 0 时，场效应管正常工作所能承受的最大漏源电压。这是一项极限参数，加在场效应管上的工作电压必须小于 V(BR)DSS 。它具有正温度特性。故应以此参数在低温条件下的值作为安全考虑。△ V(BR)DSS/ △ Tj ：漏源击穿电压的温度系数，一般为 0.1V/ ℃

  
  

  RDS(on)：在特定的 VGS （一般为 10V）、结温及漏极电流的条件下， MOSFET 导通时漏源间的最大阻抗。它是一个非常重要的参数，决定了 MOSFET 导通时的消耗功率。此参数一般会随结温度的上升而有所增大。故应以此参数在最高工作结温条件下的值作为损耗及压降计算

  
  

  VGS(th)：开启电压（阀值电压）。当外加栅极控制电压 VGS 超过 VGS(th) 时，漏区和源区的表面反型层形成了连接的沟道。应用中，常将漏极短接条件下 ID 等于 1 毫安时的栅极电压称为开启电压。此参数一般会随结温度的上升而有所降低

  
  

  IDSS：饱和漏源电流，栅极电压 VGS=0 、 VDS 为一定值时的漏源电流。一般在微安级

  
  

  IGSS：栅源驱动电流或反向电流。由于MOSFET输入阻抗很大，IGSS 一般在纳安级

  
  

  3、动态参数

  
  

  gfs ：跨导。是指漏极输出电流的变化量与栅源电压变化量之比，是栅源电压对漏极电流控制能力大小的量度。gfs 与 VGS 的转移关系注意看图表

  
  

  Qg ：栅极总充电电量。MOSFET 是电压型驱动器件，驱动的过程就是栅极电压的建立过程，这是通过对栅源及栅漏之间的电容充电来实现的，下面将有此方面的详细论述

  
  

  Qgs ：栅源充电电量

  
  

  Qgd ：栅漏充电（考虑到 Miller 效应）电量

  
  

  Td(on) ：导通延迟时间。从有输入电压上升到 10% 开始到 VDS 下降到其幅值 90% 的时间

  
  

  Tr ：上升时间，输出电压 VDS 从 90% 下降到其幅值 10% 的时间

  
  

  Td(off) ：关断延迟时间，输入电压下降到 90% 开始到 VDS 上升到其关断电压时 10% 的时间

  
  

  Tf ：下降时间，输出电压 VDS 从 10% 上升到其幅值 90% 的时间

  
  

  Ciss ：输入电容， Ciss= CGD + CGS （ CDS 短路）

  
  

  Coss ：输出电容，Coss = CDS +CGD

  
  

  Crss ：反向传输电容，Crss = CGD

  
  

  MOS管的极间电容，MOSFET 之感生电容被大多数制造厂商分成输入电容，输出电容以及反馈电容。所引述的值是在漏源电压为某固定值的情况下。此些电容随漏源电压的变化而变化，电容数值的作用是有限的。输入电容值只给出一个大概的驱动电路所需的充电说明，而栅极充电信息更为有用。它表明为达到一个特定的栅源电压栅极所必须充的电量。

  
  

  
  

  四、MOSFET的应用优势

  
  

         1、场效应晶体管是电压控制元件，而双极结型晶体管是电流控制元件。在只允许从取较少电流的情况下，应选用场效应管；而在信号电压较低，又允许从信号源取较多电流的条件下，应选用双极晶体管。

  
  

         2、有些场效应管的源极和漏极可以互换使用，栅压也可正可负，灵活性比双极晶体管好。

  
  

         3、场效应管是利用多数载流子导电，所以称之为单极型器件，而双极结型晶体管是即有多数载流子，也利用少数载流子导电。因此被称之为双极型器件。

  
  

         4、场效应管能在很小电流和很低电压的条件下工作，而且它的制造工艺可以很方便地把很多场效应管集成在一块硅片上，因此场效应管在大规模集成电路中得到了广泛的应用。

  
  

  
  

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