MOS管的正確選擇指南

MOS管的正確選擇涉及多個(gè)步驟和參數(shù)考量，以下是一個(gè)詳細(xì)的指南：

一、確定溝道類型

N溝道MOS管：適用于低壓側(cè)開(kāi)關(guān)，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)選用N溝道MOS管，這是出于對(duì)封閉或?qū)ㄆ骷桦妷旱目紤]。

P溝道MOS管：適用于高壓側(cè)開(kāi)關(guān)，當(dāng)MOS管連接到總線及負(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)渲羞x用P溝道MOS管，這也是出于對(duì)電壓驅(qū)動(dòng)的考慮。

二、確定額定電壓

最大VDS：必須確定漏極至源極間可能承受的最大電壓。這個(gè)值會(huì)隨著溫度的變化而變化，因此需要在整個(gè)工作溫度范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)試。

留有電壓余量：為了確保電路不會(huì)失效，額定電壓應(yīng)大于干線電壓或總線電壓，并留有足夠的余量(通常為1.2~1.5倍)。

考慮電壓瞬變：還需要考慮由開(kāi)關(guān)電子設(shè)備(如電機(jī)或變壓器)誘發(fā)的電壓瞬變，以確保MOS管能夠承受這些瞬變電壓。

三、確定額定電流

連續(xù)模式：確定MOS管在連續(xù)導(dǎo)通模式下的最大電流。連續(xù)模式是指MOS管處于穩(wěn)態(tài)，電流連續(xù)通過(guò)器件。

脈沖尖峰：確定MOS管在脈沖尖峰下的最大電流。脈沖尖峰是指有大量電涌(或尖峰電流)流過(guò)器件。

留有電流余量：為了確保MOS管不會(huì)因過(guò)載而損壞，所選的MOS管應(yīng)能承受這些條件下的最大電流，并留有足夠的余量。

四、考慮導(dǎo)通損耗

RDS(ON)：MOS管在“導(dǎo)通”時(shí)就像一個(gè)可變電阻，由器件的RDS(ON)(導(dǎo)通電阻)所確定。RDS(ON)會(huì)隨溫度和電流的變化而變化，從而影響功率耗損。

選擇RDS(ON)小的MOS管：為了減小導(dǎo)通損耗，應(yīng)選擇RDS(ON)較小的MOS管。然而，RDS(ON)的減小往往會(huì)導(dǎo)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間進(jìn)行權(quán)衡。

五、確定散熱要求

計(jì)算散熱要求：需要計(jì)算在最壞情況和真實(shí)情況下的散熱要求，并選用能提供更大安全余量的計(jì)算結(jié)果。

查看熱阻和最大結(jié)溫：在MOS管的資料表上查看封裝器件的半導(dǎo)體結(jié)與環(huán)境之間的熱阻以及最大的結(jié)溫，以計(jì)算系統(tǒng)的最大功率耗散。

六、考慮開(kāi)關(guān)性能

電容影響：柵極/漏極、柵極/源極及漏極/源極電容會(huì)在每次開(kāi)關(guān)時(shí)產(chǎn)生充電損耗，從而降低MOS管的開(kāi)關(guān)速度和效率。

計(jì)算開(kāi)關(guān)損耗：為了計(jì)算開(kāi)關(guān)過(guò)程中器件的總損耗，需要計(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)。

選擇開(kāi)關(guān)速度快的MOS管：對(duì)于需要高速開(kāi)關(guān)的電路，應(yīng)選擇開(kāi)關(guān)速度較快的MOS管。然而，這通常會(huì)導(dǎo)致成本的上升和RDS(ON)的增加，因此需要在性能和成本之間進(jìn)行權(quán)衡。

七、選擇封裝類型

根據(jù)電路板空間、散熱需求和生產(chǎn)工藝選擇合適的封裝類型。封裝尺寸和熱性能會(huì)影響MOS管的安裝和散熱效果。

八、考慮特殊應(yīng)用需求

低壓應(yīng)用：對(duì)于低壓應(yīng)用(如使用5V或3V電源的場(chǎng)合)，需要特別注意MOS管的gate電壓限制。

寬電壓應(yīng)用：可能需要內(nèi)置穩(wěn)壓管的MOS管來(lái)限制gate電壓的幅值。

雙電壓應(yīng)用：可能需要使用特定的電路結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)低壓側(cè)對(duì)高壓側(cè)MOS管的有效控制。

九、評(píng)估制造商的可靠性和質(zhì)量保證

對(duì)于高可靠性應(yīng)用，可能需要選擇車規(guī)級(jí)或其他特定標(biāo)準(zhǔn)的MOS管。

十、考慮成本和供貨穩(wěn)定性

在滿足性能要求的前提下，考慮MOS管的成本以及供應(yīng)商的交貨期和供應(yīng)穩(wěn)定性。

綜上所述，選擇MOS管時(shí)需要考慮多個(gè)參數(shù)和步驟，以確保所選的MOS管能夠滿足特定應(yīng)用的要求。

審核編輯 黃宇