【选型】如何选择合适的MOS管——MOS管选型要点

时间： 2021-08-12 来源：合科泰半导体

技术问答

MOS管属于电压控制型半导体元器件，具备输入电阻高、噪声低、功耗低、动态范围大、易于集成、无二次击穿现象、安全工作范围大等优点。

那么，如何选择合适的MOS管？

首先，应该先确定要采用N沟道还是P沟道的MOS管，如下图：

从上图可以看出N沟道和P沟道的MOS管存在明显的差异，比如说当一度MOS管接地，而负载联接到支线电压上时，该MOS管就构成了高压侧电门，这时候就应采纳N沟道MOS管。反过来当MOS管联接到总线及负载接地时，就要用低压侧开关。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。

其次我们将进一步深入确定电压驱动所需要的额外电压，或者说是该机件能够接受的最大电压，如下图：

如上图所示，MOS管额外电压越大，这意味着需要选择的MOS管VDS要求越大，根据MOS管能接受的最大电压进行不同量度不同选型这一点尤其重要，当然一般情况下，便携式设施为20V、FPGA电源为20～30V、85～220VAC使用为450～600V。合科泰生产的MOS管耐压威力强，使用范围广，深受广大用户青睐。

当额外电压条件也筛选好后，就要确定MOS管所需要的额外电流，所谓的额外电流其实就是MOS负载正在一切状况下可以接受的最大直流电。与电压的状况类似，即便在系统产生尖峰电流时，也应确保所选的MOS管能接受该额外电流。还有两个需要考虑的电流状况是连续模式和脉冲尖峰。在连续导通形式下，MOS管在于稳态，此时电流连续通过器件。脉冲尖峰是指有大量电涌（或尖峰电流）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。

选好额外直流电后，还必须计算导通消耗。实际使用的MOS管并不能等效为电阻为0的器件，其在导电过程中存在电耗，这称之为导通消耗。MOS管正在“导通”时就像可变电阻，由器件的RDS（ON）所确定，并随温度而显著变化。器件的功率耗损可由Iload2×RDS（ON）计算，由于导通电阻随温度变化，因此功率耗损也会随之按比例变化。对 MOS管施加的电压 VGS 越高，RDS（ON）就会越小；反之 RDS（ON）就会越大。注意 RDS（ON）电阻会随着电流轻微上升。关于 RDS（ON）电阻的各种电气参数变化可在制造商提供的技术资料表中查到。

接下来判断的条件就是系统的散热要求，这种情况下需要考虑两种不同的情况，即最坏状况和真实状况。

关于MOS管散热这一块，建议采用关于最坏状况的计算结果，因为这个结果提供更大的安全余量，能确保系统不会失效。在MOS管的材料表上再有一些需求注意的测量数据。机件的结温等于最大条件量度加上热阻与功率耗散的乘积（结温=最大条件量度+［热阻×功率耗散］）。根据这个方程可解出系统的最大功率耗散，即按定义相等于 I2×RDS（ON）。由于设计人员已确定将要通过器件的最大电流，因此可以计算出不同温度下的 RDS（ON）。

最后的判断条件就是MOS管的开关性能，如下图：

从上图可以看出，影响MOS管的开关性能因素有很多，最主要的还是电极/漏极、电极/源极及漏极/源极库容这三方面的参数。电容器每次开关过程都会进行充电，这意味着会产生开关损耗，所以MOS管的开关速度就会降低，从而影响器件的效率。所以在挑选MOS管过程中还需要判断计算出开关过程中器件的总损耗，要计算开通过程中的损耗（Eon）和关闭过程中的损耗（Eoff）。MOS管开关的总功率可用如下方程表达：Psw=（Eon+Eoff）×开关频率。而栅极电荷（Qgd）对开关性能的影响最大。

综合而言，要挑选合适的MOS管，应从区分N沟道MOS管还是P沟道管MOS、MOS管的额外电压及额外直流电、器件系统的散热要求和MOS管的开关性能四大方面来作出相应的判断。

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合科泰宣传册（HOTTECH CORPORATE BROCHURE）

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

选型指南 - 合科泰电子 PDF 中文下载

合科泰NMOS管HKTQ60N02凭借强大特性和低功耗，广泛用于电机驱动和BMS、便携式设备负载开关等

合科泰电子生产的NMOS管HKTQ60N02具有很好的电气性能，其能承受的最大漏源电压达20V，栅源电压2.5V，连续漏极电流50A，漏源导通电阻0.0075欧，最小栅极阈值电压0.5V，最大栅极阈值电压1V，耗散功率83mW。重量约0.012克，非常轻薄便捷。它作为一款低压MOS产品，具有强大特性和低功耗，适用于物联网设备、小信号驱动和通讯领域等。

技术探讨发布时间 : 2024-09-16

【产品】漏源电压-30V的PMOS AO3401，耗散功率1400mw，可广泛用于反向保护电路

合科泰电子推出的PMOS产品AO3401漏源电压-30V，耗散功率1400mw，具有良好的产品特性，包括VDS=-30V，RDS(ON)50mΩ@VGS=-10V，ID=-4.2A，低导通电阻特征，适用于PWM和负载开关应用，也可广泛用于反向保护电路。

产品发布时间 : 2023-07-08

路由器上面会用到哪些电子元器件产品？

路由器通过路由决定数据的转发，它构成了互联网的骨架。它的处理速度是网络通信的主要瓶颈之一，它的可靠性则直接影响着网络互连的质量。路由器是由哪些硬件组成的，它是如何工作的，本期，合科泰电子给大家讲解里面的门道。

技术探讨发布时间 : 2024-09-15

合科泰推出N+N沟道的混合MOS管AO8804，在开关电路和LED驱动电路等上面具有广泛应用

合科泰电子混合MOS管AO8804采用N+N沟道制作，漏源电压20V，栅源电压±12V，连续漏极电流8A，漏源导通电阻0.013欧姆，最小栅极阈值电压0.5V，最大栅极阈值电压1V，耗散功率1500mW。

厂牌及品类发布时间 : 2024-04-03

合科泰TO-220封装高压MOS管4N60，可用于开关电源和电机驱动器等应用上

高压MOS管的沟道区宽、漏极区大、栅极采用特殊工艺，这些特点使得它的管子能够承受高电压。高压MOS管可用于高压电路，具有高电压承受能力和低开关损耗，因此在高压电路中得到了广泛应用。本期，合科泰电子给大家介绍一款经典且常用的高压MOS管4N60，这个管子已经被广泛应用在开关电源、开关稳压器和电机驱动器等产品上。

产品发布时间 : 2024-04-27

TOLL封装形式的优势及应用场景有哪些？

芯片封装形式多样，通常是将芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上，引脚通过PCBN导线与器件连接。本文，合科泰给大家讲解一种强大的封装形式TOLL封装，它的优势和应用场景。

技术探讨发布时间 : 2024-09-12

智能手表的工作原理及内部结构

根据合科泰客户的应用案例，合科泰在智能手表上的应用产品包括稳压二极管BZT52C5V1、肖特基二极管BAT54CW、MOS管AO3400等。如AO3400在智能手表上面应用广泛，它采用SOT-23封装，这种紧凑的封装尺寸为智能手表这种产品的小型化设计提供了可能，它还具备低导阻和高速开关的强大性能。在手表的电池管理电路中可起到高效开关的作用，保护好电池。

设计经验发布时间 : 2024-07-11