Seven Steps to Master MOSFET Selection Techniques

MOS管是电子制造的基本元件，但面对不同封装、不同特性、不同品牌的MOS管时，该如何抉择？有没有省心、省力的筛选方法？

选择一款正确的MOS管，可以很好地控制生产制造成本，最为重要的是为产品匹配了一款最恰当的元器件，这在产品未来的使用过程中，将会充分发挥其“螺丝钉”的作用，确保设备得到最高效、最稳定、最持久的应用效果。

那么面对市面上琳琅满目的MOS管，该如何选择呢？下面我们就分7个步骤来阐述MOS管的选型要求。

首先是确定N、P沟道的选择

MOS管有两种结构形式，即N沟道型和P沟道型，结构不一样，使用的电压极性也会不一样。因此，在确定选择哪种产品前，首先需要确定采用N沟道还是P沟道MOS管。

在典型的功率应用中，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，应采用N沟道MOS管，这是出于对关闭或导通器件所需电压的考虑。

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采用P沟道MOS管，这也是出于对电压驱动的考虑。

第二步是确定电压

额定电压越大，器件的成本就越高。从成本角度考虑，还需要确定所需的额定电压，即器件所能承受的最大电压。根据实践，一般要留出足够的电压余量，这样才能提供足够的保护，使MOS管不会失效。

就选择MOS管而言，必须确定漏极至源极间可能承受的最大电压。由于MOS管所能承受的最大电压会随温度变化而变化，设计人员必须在整个工作温度范围内测试电压的变化范围。额定电压必须有足够的余量覆盖这个变化范围，确保电路不会失效。

此外，还需要考虑其他安全因素：如由开关电子设备诱发的电压瞬变。

第三步为确定电流

电流的确定需根据电路结构来决定，MOS管的额定电流应是负载在所有情况下都能够承受的最大电流；与电压的情况相似，MOS管的额定电流必须能满足系统产生尖峰电流时的需求。

电流的确定需从两个方面着手：连续模式和脉冲尖峰。在连续导通模式下，MOS管处于稳态，此时电流连续通过器件；脉冲尖峰是指有大量尖峰电流流过器件。一旦确定了这些条件下的最大电流，只需直接选择能承受这个最大电流的器件便可。

选好额定电流后，还必须计算导通损耗。在实际情况下，MOS管并不是理想的器件，因为在导电过程中会有电能损耗。MOS管在导通时就像一个可变电阻，由器件的导通电阻所确定，并随温度而显著变化。

第四步是确定热要求

在确定电流之后，就要计算系统的散热要求。设计人员必须考虑针对最差散热情况下的结果，因为这个结果可以提供更大的安全余量，能确保系统不会失效。在MOS管的资料表上还有一些需要注意的测量数据，比如封装器件的半导体结构与环境之间的热阻标准差的计算公式实例，以及最大的结温。

值得注意的是，在处理简单热模型时，设计人员还必须考虑金属-半导体结/器件外壳及外壳/环境的热容量，即要求印刷电路板和封装不会立即升温。

第五步是确定开关性能

选择MOS管最重要的一步就是确定其开关性能。影响开关性能的参数有很多，但最重要的是栅极/漏极、栅极/源极及漏极/源极电容。因为在每次开关时都要对这些电容充电，会在器件中产生开关损耗；MOS管的开关速度也因此被降低，器件效率随之下降；其中，栅极电荷对开关性能的影响最大。

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和关闭过程中的损耗，进而推导出MOS管开关总功率。

第六步为封装因素考量

不同的封装尺寸MOS管具有不同的热阻和耗散功率，需要考虑系统的散热条件和环境温度，基本原则就是在保证功率MOS管的温升和系统效率的前提下，选取参数和封装更通用的功率MOS管。

第七步要选择好品牌

MOS管的生产企业很多，大致说来，主要有欧美系、日系、韩系、台系、国产几大系列。

欧美系代表企业：意法、安森美、TI、PI、英飞凌等；

日系代表企业：东芝、瑞萨等；

韩系代表企业：KEC、AUK、信安等；

台系代表企业：VBsemi、APEC富鼎、CET华瑞；

国产代表企业：音特电子、士兰微、华润华晶、东光微等。

在这些品牌中，欧美及日系企业借助品牌价值、技术优势等原因长期以来占据着高端市场，但其产品价格也往往较高。

韩国的MOS管企业也是行业的重要产品供应商，不过在技术上，要稍弱于欧美及日系企业，但在价格方面，较欧美及日系企业更具优势。

而在中国大陆，同样活跃着一批本土企业，他们借助本土优势和更快的客户服务响应速度，在中低端及细分领域具有很强的竞争力。同时另一批借助多年积累的优势打造优质产品的企业，也在不断冲击高端市场，以满足本土客户的需求。