MOS管的正确选择指南

MOS管的正确选择涉及多个步骤和参数考量，以下是一个详细的指南：

一、确定沟道类型

N沟道MOS管：适用于低压侧开关，当一个MOS管接地，而负载连接到干线电压上时，该MOS管就构成了低压侧开关。在低压侧开关中，应选用N沟道MOS管，这是出于对封闭或导通器件所需电压的考虑。

P沟道MOS管：适用于高压侧开关，当MOS管连接到总线及负载接地时，就要用高压侧开关。通常会在这个拓扑中选用P沟道MOS管，这也是出于对电压驱动的考虑。

二、确定额定电压

最大VDS：必须确定漏极至源极间可能承受的最大电压。这个值会随着温度的变化而变化，因此需要在整个工作温度范围内进行测试。

留有电压余量：为了确保电路不会失效，额定电压应大于干线电压或总线电压，并留有足够的余量(通常为1.2~1.5倍)。

考虑电压瞬变：还需要考虑由开关电子设备(如电机或变压器)诱发的电压瞬变，以确保MOS管能够承受这些瞬变电压。

三、确定额定电流

连续模式：确定MOS管在连续导通模式下的最大电流。连续模式是指MOS管处于稳态，电流连续通过器件。

脉冲尖峰：确定MOS管在脉冲尖峰下的最大电流。脉冲尖峰是指有大量电涌(或尖峰电流)流过器件。

留有电流余量：为了确保MOS管不会因过载而损坏，所选的MOS管应能承受这些条件下的最大电流，并留有足够的余量。

四、考虑导通损耗

RDS(ON)：MOS管在“导通”时就像一个可变电阻，由器件的RDS(ON)(导通电阻)所确定。RDS(ON)会随温度和电流的变化而变化，从而影响功率耗损。

选择RDS(ON)小的MOS管：为了减小导通损耗，应选择RDS(ON)较小的MOS管。然而，RDS(ON)的减小往往会导致晶片尺寸的增加和成本的上升，因此需要在性能和成本之间进行权衡。

五、确定散热要求

计算散热要求：需要计算在最坏情况和真实情况下的散热要求，并选用能提供更大安全余量的计算结果。

查看热阻和最大结温：在MOS管的资料表上查看封装器件的半导体结与环境之间的热阻以及最大的结温，以计算系统的最大功率耗散。

六、考虑开关性能

电容影响：栅极/漏极、栅极/源极及漏极/源极电容会在每次开关时产生充电损耗，从而降低MOS管的开关速度和效率。

计算开关损耗：为了计算开关过程中器件的总损耗，需要计算开通过程中的损耗(Eon)和关闭过程中的损耗(Eoff)。

选择开关速度快的MOS管：对于需要高速开关的电路，应选择开关速度较快的MOS管。然而，这通常会导致成本的上升和RDS(ON)的增加，因此需要在性能和成本之间进行权衡。

七、选择封装类型

根据电路板空间、散热需求和生产工艺选择合适的封装类型。封装尺寸和热性能会影响MOS管的安装和散热效果。

八、考虑特殊应用需求

低压应用：对于低压应用(如使用5V或3V电源的场合)，需要特别注意MOS管的gate电压限制。

宽电压应用：可能需要内置稳压管的MOS管来限制gate电压的幅值。

双电压应用：可能需要使用特定的电路结构来实现低压侧对高压侧MOS管的有效控制。

九、评估制造商的可靠性和质量保证

对于高可靠性应用，可能需要选择车规级或其他特定标准的MOS管。

十、考虑成本和供货稳定性

在满足性能要求的前提下，考虑MOS管的成本以及供应商的交货期和供应稳定性。

综上所述，选择MOS管时需要考虑多个参数和步骤，以确保所选的MOS管能够满足特定应用的要求。

审核编辑 黄宇