目錄
mos管選型技巧
首先是確定n、p溝道的選擇
第二步是確定電壓
第三步為確定電流
第四步是確定熱要求
第五步是確定開關效能
第六步為封裝因素考量
第七步要選擇好品牌 總結
mos管選型表
選擇到一款正確的mos管，可以很好地控制生產製造成本，最為重要的是，為產品匹配了一款最恰當的元器件，這在產品未來的使用過程中，將會充分發揮其「螺絲釘」的作用，確保裝置得到最高效、最穩定、最持久的應用效果。那麼面對市面上琳琅滿目的mos管，該如何選擇呢？下面，我們就分7個步驟來闡述mos管的選型要求。
mos管是電子製造的基本元件，但面對不同封裝、不同特性、不同品牌的mos管時，該如何抉擇？有沒有省心、省力的遴選方法？
mos管有兩種結構形式，即n溝道型和p溝道型，結構不一樣，使用的電壓極性也會不一樣，因此，在確定選擇哪種產品前，首先需要確定採用n溝道還是p溝道mos管。
mos管的兩種結構：n溝道型和p溝道型
在典型的功率應用中，當乙個mos管接地，而負載連線到幹線電壓上時，該mos管就構成了低壓側開關。在低壓側開關中，應採用n溝道mos管，這是出於對關閉或導通器件所需電壓的考慮。
當mos管連線到匯流排及負載接地時，就要用高壓側開關。通常會在這個拓撲中採用p溝道mos管，這也是出於對電壓驅動的考慮。
要選擇適合應用的器件，必須確定驅動器件所需的電壓，以及在設計中最簡易執行的方法。
額定電壓越大，器件的成本就越高。從成本角度考慮，還需要確定所需的額定電壓，即器件所能承受的最大電壓。根據實踐經驗，額定電壓應當大於幹線電壓或總線電壓，一般會留出1.2~1.5倍的電壓餘量，這樣才能提供足夠的保護，使mos管不會失效。
就選擇mos管而言，必須確定漏極至源極間可能承受的最大電壓，即最大vds。由於mos管所能承受的最大電壓會隨溫度變化而變化，設計人員必須在整個工作溫度範圍內測試電壓的變化範圍。額定電壓必須有足夠的餘量覆蓋這個變化範圍，確保電路不會失效。
此外，設計工程師還需要考慮其他安全因素：如由開關電子裝置(常見有電機或變壓器)誘發的電壓瞬變。另外，不同應用的額定電壓也有所不同；通常可攜式裝置選用20v的mos管，fpga電源為20～30v的mos管，85～220v ac應用時mos管vds為450～600v。
確定完電壓後，接下來要確定的就是mos管的電流。需根據電路結構來決定，mos管的額定電流應是負載在所有情況下都能夠承受的最大電流；與電壓的情況相似，mos管的額定電流必須能滿足系統產生尖峰電流時的需求。電流的確定需從兩個方面著手：連續模式和脈衝尖峰。在連續導通模式下，mos管處於穩態，此時電流連續通過器件。脈衝尖峰是指有大量電湧(或尖峰電流)流過器件。一旦確定了這些條件下的最大電流，只需直接選擇能承受這個最大電流的器件便可。
選好額定電流後，還必須計算導通損耗。在實際情況下，mos管並不是理想的器件，因為在導電過程中會有電能損耗，也就是導通損耗。mos管在「導通」時就像乙個可變電阻，由器件的導通電阻rds(on)所確定，並隨溫度而顯著變化。器件的功率損耗ptron=iload2×rds(on)計算（iload：最大直流輸出電流），由於導通電阻會隨溫度變化，因此功率耗損也會隨之按比例變化。對mos管施加的電壓vgs越高，rds(on)就會越小；反之rds(on)就會越高。
對系統設計人員來說，這就需要折中權衡。對可攜式設計來說，採用較低的電壓即可(較為普遍)；而對於工業設計來說，可採用較高的電壓。需要注意的是，rds(on)電阻會隨著電流輕微上公升。
技術對器件的特性有著重大影響，因為有些技術在提高最大vds（漏源額定電壓）時往往會使rds(on)增大。對於這樣的技術，如果打算降低vds和rds(on)，那麼就得增加晶元尺寸，從而增加與之配套的封裝尺寸及相關的開發成本。業界現有好幾種試圖控制晶元尺寸增加的技術，其中最主要的是溝道和電荷平衡技術。
在確定電流之後，就要計算系統的散熱要求。設計人員必須考慮兩種不同的情況：最壞情況和真實情況。建議採用針對最壞情況的計算結果，因為這個結果提供更大的安全餘量，能確保系統不會失效。在mos管的資料表上還有一些需要注意的測量資料，比如封裝器件的半導體結與環境之間的熱阻，以及最大的結溫。
器件的結溫等於最大環境溫度加上熱阻與功率耗散的乘積，即結溫=最大環境溫度+（熱阻×功率耗散）。根據這個方程可解出系統的最大功率耗散=i2×rds(on)。
由於設計人員已確定將要通過器件的最大電流，因此可以計算出不同溫度下的rds(on)。值得注意的是，在處理簡單熱模型時，設計人員還必須考慮半導體結/器件外殼及外殼/環境的熱容量；即要求印刷電路板和封裝不會立即公升溫。
雪崩擊穿（指半導體器件上的反向電壓超過最大值，並形成強電場使器件內電流增加）形成的電流將耗散功率，使器件溫度公升高，而且有可能損壞器件。半導體公司都會對器件進行雪崩測試，計算其雪崩電壓，或對器件的穩健性進行測試。
計算額定雪崩電壓有兩種方法；一是統計法，另一是熱計算。而熱計算因為較為實用而得到廣泛採用。除計算外，技術對雪崩效應也有很大影響。例如，晶元尺寸的增加會提高抗雪崩能力，最終提高器件的穩健性。對終端使用者而言，這意味著要在系統中採用更大的封裝件。
選擇mos管的最後一步是確定其開關效能。影響開關效能的引數有很多，但最重要的是柵極/漏極、柵極/源極及漏極/源極電容。因為在每次開關時都要對這些電容充電，會在器件中產生開關損耗；mos管的開關速度也因此被降低，器件效率隨之下降；其中，柵極電荷(qgd)對開關效能的影響最大。
為計算開關過程中器件的總損耗，設計人員必須計算開通過程中的損耗(eon)和關閉過程中的損耗(eoff)，進而推導出mos管開關總功率：psw=(eon+eoff)×開關頻率。
增強型nmos管構成的開關電路
不同的封裝尺寸mos管具有不同的熱阻和耗散功率，需要考慮系統的散熱條件和環境溫度（如是否有風冷、散熱器的形狀和大小限制、環境是否封閉等因素），基本原則就是在保證功率mos管的溫公升和系統效率的前提下，選取引數和封裝更通用的功率mos管。
常見的mos管封裝有：
①插入式封裝：to-3p、to-247、to-220、to-220f、to-251、to-92；
②表面貼裝式：to-263、to-252、sop-8、sot-23、dfn5*6、dfn3*3；
to封裝mos管
不同的封裝形式，mos管對應的極限電流、電壓和散熱效果都會不一樣，簡單介紹如下。
to-3p/247：是中高壓、大電流mos管常用的封裝形式，產品具有耐壓高、抗擊穿能力強等特點，適於中壓大電流（電流10a以上、耐壓值在100v以下）在120a以上、耐壓值200v以上的場所中使用。
to-220/220f：這兩種封裝樣式的mos管外觀差不多，可以互換使用，不過to-220背部有散熱片，其散熱效果比to-220f要好些，**相對也要貴些。這兩個封裝產品適於中壓大電流120a以下、高壓大電流20a以下的場合應用。
to-251：該封裝產品主要是為了降低成本和縮小產品體積，主要應用於中壓大電流60a以下、高壓7n以下環境中。
to-92：該封裝只有低壓mos管（電流10a以下、耐壓值60v以下）和高壓1n60/65在採用，主要是為了降低成本。
to-263：是to-220的乙個變種，主要是為了提高生產效率和散熱而設計，支援極高的電流和電壓，在150a以下、30v以上的中壓大電流mos管中較為多見。
to-252：是目前主流封裝之一，適用於高壓在7n以下、中壓在70a以下環境中。
sop-8：該封裝同樣是為降低成本而設計，一般在50a以下的中壓、60v左右的低壓mos管中較為多見。
sot-23：適於幾a電流、60v及以下電壓環境中採用，其又分有大體積和小體積兩種，主要區別在於電流值不同。
mos管的生產企業很多，大致說來，主要有歐美系、日系、韓系、台系、國產幾大系列。
歐美系代表企業：ir、st、仙童、安森美、ti、pi、英飛凌等；
日系代表企業：東芝、瑞薩、新電元等；
韓系代表企業：kec、auk、美格納、森名浩、威士頓、信安、kia等；
台系代表企業：apec、cet；
國產代表企業：吉林華微、士蘭微、華潤華晶、東光微、深愛半導體等。
在這些品牌中，以歐美系企業的產品種類最全、技術及效能最優，從效能效果考慮，是為mos管的首選；以瑞薩、東芝為代表的日系企業也是mos管的高階品牌，同樣具有很強的競爭優勢；這些品牌也是市面上被仿冒最多的。另外，由於品牌價值、技術優勢等原因，歐美系和日系品牌企業的產品**也往往較高。
南韓和中國台灣的mos管企業也是行業的重要產品**商，不過在技術上，要稍弱於歐美及日系企業，但在**方面，較歐美及日系企業更具優勢；價效比相對高很多。
而在中國大陸，同樣活躍著一批本土企業，他們借助更低的成本優勢和更快的客戶服務響應速度，在中低端及細分領域具有很強的競爭力，部分實現了國產替代；目前也在不斷衝擊高階產品線，以滿足本土客戶的需求。另外，本土企業還通過資本運作，成功收購了安世半導體等國際知名的功率器件公司，將更好地滿足本土對功率器件的需求。
小到選n型還是p型、封裝型別，大到mosfet的耐壓、導通電阻等，不同的應用需求千變萬化，工程師在選擇mos管時，一定要依據電路設計需求及mos管工作場所來選取合適的mos管，從而獲得最佳的產品設計體驗。當然，在考慮效能的同時，成本也是選擇的因素之一，只有高價效比的產品，才能讓工程師設計的產品在品質與收益中達到平衡。
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