在現代電子電路中，MOS管(金屬氧化物半導體場效應晶體管)因其低功耗、高輸入阻抗和易于集成等優點，被廣泛應用于各種電子設備中。然而，正確選擇MOS管對于確保電路的性能和可靠性至關重要。本文將詳細介紹MOS管正確選擇的步驟，幫助讀者更好地理解和應用這一關鍵電子元件。

一、確定溝道類型

選擇MOS管的第一步是確定采用N溝道還是P溝道。這主要取決于電路的需求和實際應用場景。

N溝道MOS管：在典型的功率應用中，當一個MOS管接地，而負載連接到干線電壓上時，該MOS管就構成了低壓側開關。在低壓側開關中，應選用N溝道MOS管，這是出于對封閉或導通器件所需電壓的考慮。

P溝道MOS管：當MOS管連接到總線及負載接地時，就要用高壓側開關。通常會在這個拓撲中選用P溝道MOS管，這也是出于對電壓驅動的考慮。

二、確定額定電壓

額定電壓是MOS管能夠承受的最大電壓，對于確保電路的安全運行至關重要。

確定最大VDS：必須確定漏極至源極間可能承受的最大電壓，即最大VDS。這個值會隨著溫度的變化而變化，因此需要在整個工作溫度范圍內進行測試。

留有電壓余量：為了確保電路不會失效，額定電壓應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：還需要考慮由開關電子設備(如電機或變壓器)誘發的電壓瞬變，以確保MOS管能夠承受這些瞬變電壓。

三、確定額定電流

額定電流是MOS管在連續導通模式下能夠承受的最大電流。

考慮連續模式和脈沖尖峰：需要確定在連續模式和脈沖尖峰下的最大電流。連續模式是指MOS管處于穩態，電流連續通過器件;脈沖尖峰則是指有大量電涌(或尖峰電流)流過器件。

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

四、計算導通損耗

在實際情況下，MOS管在導電過程中會有電能損耗，這稱之為導通損耗。

RDS(ON)的影響：MOS管在“導通”時就像一個可變電阻，由器件的RDS(ON)(導通電阻)所確定。RDS(ON)會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：為了減小導通損耗，應選擇RDS(ON)較小的MOS管。然而，RDS(ON)的減小往往會導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行權衡。

五、確定散熱要求

MOS管在工作過程中會產生熱量，因此需要確定其散熱要求以確保電路的穩定運行。

考慮最壞情況和真實情況：需要計算在最壞情況和真實情況下的散熱要求，并選用能提供更大安全余量的計算結果。

查看熱阻和最大結溫：在MOS管的資料表上查看封裝器件的半導體結與環境之間的熱阻以及最大的結溫，以計算系統的最大功率耗散。

六、確定開關性能

MOS管的開關性能對電路的性能和效率有重要影響。

考慮電容的影響：柵極/漏極、柵極/源極及漏極/源極電容會在每次開關時產生充電損耗，從而降低MOS管的開關速度和效率。

計算開關損耗：為了計算開關過程中器件的總損耗，需要計算開通過程中的損耗(Eon)和關閉過程中的損耗(Eoff)。

選擇開關速度快的MOS管：對于需要高速開關的電路，應選擇開關速度較快的MOS管。然而，這通常會導致成本的上升和RDS(ON)的增加，因此需要在性能和成本之間進行權衡。

審核編輯 黃宇