MOS选用原则分享

时间： 2024-10-26 来源：辰达行官网

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MOS（金属氧化物半导体场效应管）是广泛使用的核心器件之一。由于其高速开关、低导通损耗以及驱动简单的特性，MOSFET被广泛应用于电源管理、马达控制和射频电路中。然而，针对不同应用，选择合适的MOS管至关重要。

1. MOS管的基本工作原理

MOSFET是一种通过控制栅极电压来调节源极与漏极之间电流的场效应器件。常见的MOS管分为N沟道和P沟道两种类型。N沟道MOS管导通电阻更低、开关速度更快，在高功率应用中使用较多；而P沟道MOS管适用于低压控制电路。MOS管还分为增强型和耗尽型，其中增强型在栅极电压为0时不导通，而耗尽型在0电压时导通。

2. MOS管选用的关键原则

2.1 电压额定值（V_DSDS和V_GSGS）

V_DSDS：表示漏极到源极的最大承受电压。MOS管的耐压值应高于电路中的最大工作电压，并留有一定的裕量，通常建议选用器件的耐压值为实际工作电压的1.2到1.5倍，以避免因电压尖峰或瞬态导致损坏。V_GSGS：栅极驱动电压也是选型时的重要参数。低栅极驱动电压（如2.5V或4.5V）适用于低压逻辑电路，而在高压电源应用中，常采用10V及以上的驱动电压。

2.2 导通电阻（R_DS(on)DS(on)）

导通电阻是MOS管在完全导通状态下漏源极之间的电阻值。R_DS(on)DS(on)越低，MOS管的导通损耗越小，这在高效电源转换和马达驱动电路中尤为重要。需要注意的是，R_DS(on)DS(on)通常会随温度升高而增大，因此在选型时，应考虑器件在不同工作温度下的性能变化。

2.3 开关速度与栅极电荷（Q_g）

MOS管的开关速度受其栅极电荷（Q_g）影响。Qg越低，开关速度越快，但导通电阻可能会相应提高。在高频应用中，如DC-DC转换器和电机控制，选择低Qg的MOS管可以减小开关损耗并提升转换效率。而在低频应用中，较大的Q_g可以带来更低的导通电阻，以降低导通损耗。

2.4 最大电流（I_DD和脉冲电流能力）

I_DD表示MOS管能连续承受的最大漏极电流，选型时应确保该参数大于电路中的实际工作电流，并留有足够的安全裕量。脉冲电流能力则表示MOS管在短时间内能承受的瞬态电流，对应于电路中可能出现的浪涌电流情况。

2.5 热阻和散热能力

MOS管的损耗会转化为热量，因此其散热能力直接影响器件的可靠性。热阻（R_θ_JAJA或R_θJC）用于衡量器件散热的效率。对于高功率应用，需要选择热阻较低的MOS管，并结合散热器或PCB散热设计，以确保器件温度控制在合理范围内。

2.6 封装类型

MOS管的封装形式直接影响其导热能力和安装方式。常见的封装类型有SMD（表面贴装）和THT（通孔式）。在高功率应用中，例如电源模块和马达驱动器，常选用散热性能较好的DPAK、TO-220等封装。而对于便携式设备和小型电子产品，选择SOT-23、DFN等小型封装更为合适。

2.7 反向恢复特性（Body Diode）

某些应用中（如同步整流和马达控制），需要MOS管内置的体二极管具备良好的反向恢复特性，以减少开关损耗和EMI干扰。在这些场合，应优先选择反向恢复时间短的MOS管，或者选用专门的同步整流MOSFET。

3. 应用案例分析

不同应用场景下，MOS管的选型会有不同的侧重点：

DC-DC转换器：要求MOS管具有低导通电阻和低Q_g，以减少开关损耗和提高转换效率。

马达驱动：需要MOS管能承受较高的电流和脉冲电流，并具备良好的散热性能和反向恢复特性。

便携式设备：在低功耗场景中，优先选择低驱动电压和小封装的MOS管，以减少功耗并节省空间。

4. 未来发展趋势

随着电子设备对高效率和高密度设计的需求不断提高，MOS管技术也在不断进步。新一代MOSFET正朝着以下方向发展：

碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）MOSFET：在高频和高压应用中，SiC和GaN MOS管因其低损耗和高效率而受到青睐。

集成驱动方案：在一些复杂的应用中，将MOS管与驱动电路集成在同一芯片上，可以简化设计并提高系统可靠性。

更小封装与更高功率密度：未来的电子设计将倾向于更小的尺寸和更高的功率密度，这要求MOS管具备更好的热管理能力。

MOS管的选型直接关系到电路的效率、稳定性和可靠性。选型时需综合考虑电压、电流、导通电阻、开关速度、散热能力等多个因素，并结合具体应用需求做出最优选择。

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目录- 超结功率MOSFET（SJ MOSFET）金属氧化物半导体场效应管沟槽式金属氧化物半导体场效应管双沟槽金属氧化物半导体场效应管 IGBT 绝缘栅双极型晶体管 IGTO 集成发射极可关断晶闸管 SiC SBD & SiC MOSFET GaN MOSFET 半桥驱动电路

型号- 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

2020年6月 - 无锡紫光微 - 选型指南 - 第六版代理服务技术支持现货查询批量订货

MDD辰达行MOS管在电动平衡车的应用：实现电机驱动控制、管理电池系统并保护电路系统

MOS管作为影响平衡车核心电机的心脏，是各厂商在这场市场竞争中的决胜一环。如何选择一款合适的MOS管电子元器件就成了重中之重！本文介绍了MOS管在平衡车的应用，并为大家推荐辰达行相关MOS管型号，帮助大家更好地根据设计需求选择适合地MOS管器件。

2024-11-20 - 应用方案代理服务技术支持现货查询批量订货

最大漏源电压达60V的MOS管HKTD20N06，可用于电机驱动、LED和电源等

MOS管在稳压以及开关等电路上具有非常重要的作用，一款好的MOS管除了具备好的产品性能，其功耗、产品稳定性同样重要。本期，合科泰电子给大家介绍一款MOS管HKTD20N06，可用于电机驱动、LED和电源等产品上。

2024-11-17 - 产品代理服务技术支持现货查询批量订货

【应用】升压型同步整流DC-DC助力智能门锁开发，配合外部高压MOS管最高能支持600V高压输出

屹晶微电子推出的高压大电流的升压型同步整流DC-DC电源管理芯片助力智能门锁，其内部集成基准电源、振荡器等功能，配合外部高压MOS管最高能支持600V电源电压输出，能够很好的解决智能门锁中高电压大电流需求，同时有效缓解电源芯片高功率发热问题。

2021-10-27 - 应用方案代理服务技术支持现货查询批量订货

【产品】直流无刷马达控制电路ICF CP1205，具有高电流驱动能力，可控制外部三相MOSFET电桥

ICF CP1205为直流无刷马达控制电路，实现开环、三相或四相马达控制所需的全部功能。包含转自位置检测器、温度补偿基准、锯齿波振荡器、三个集电极开路的顶部驱动器和三个高电流的图腾柱底部驱动器，适用于驱动功率MOSFET管。

2022-12-15 - 产品代理服务技术支持现货查询批量订货

最大漏源电压60V的合科泰MOS管HKTD80N06，可承受80A连续漏极电流，适用于电机驱动和电源等

合科泰电子生产的一款MOS管HKTD80N06产品采用N沟道制作，它具有很好的电气性能，其能承受的最大漏源电压60V，栅源电压20V，连续漏极电流80A，漏源导通电阻0.0065欧姆，最小栅极阈值电压2V，最小栅极阈值电压4V，耗散功率100mW。它具有超低功耗、充分表征雪崩电压、模压塑料材料温度可靠等特点。高电流承载能力，能承受高达80A的连续漏极电流，使得它非常适合于需要高电流的应用场景。