【选型】如何选择合适的MOS管——MOS管选型要点

2021-08-12 合科泰半导体
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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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合科泰电子  -  MOSFET,普通三极管,CHIP ALUMINIUM ELECTROLYTIC CAPACITORS,DC/DC转换器,芯片电容器,电压基准,VOLTAGE CONTROL DIODE,低压MOS管,安规电容,SILICON CONTROLLED RECTIFIER,快速恢复二极管,SWITCH DIODES TVS DIODE,高电阻厚膜片式电阻器,REGULATING CIRCUIT,QUICK RECOVERY DIODE,大功率低阻厚膜片式电阻器,抗硫化排阻,贴片电容,LOW VOLTAGE MOS TUBE,抗硫化片式电阻器,VARISTOR,固态电解电容,CHIP CAPACITORS,聚酯薄膜电容器,稳压二极管,SOLID STATE ELECTROLYTIC CAPACITOR,电容,达林顿型晶体管,肖特基二极管,晶体管,FAST RECOVERY RECTIFIERS DIODES,超快恢复二极管,TANTALUM CAPACITORS,钽质电容器,高阻厚膜片式电阻器,ORDINARY TRIODE,低电阻厚膜片式电阻器,三极管,积体电路,金属膜电阻器,高精度抗浪涌厚膜贴片电阻,ANTI-SULFURHAZED CHIP RESISTORS,三端稳压器电路,开关二极管TVS二极管,METAL FILM RESISTOR,肖特基,RECTIFIER DIODES,SUPER FAST RECOVERY RECTIFIERS DIODES,桥堆,直插铝电解电容,热敏电阻电阻器,压敏电阻,CHIP RESISTOR ARRAY,铝电解电容,高压MOS管,THICK FILM CHIP RESISTOR,高功率厚膜片式电阻器,ULTRA FAST RECOVERY RECTIFIERS DIODES,X8R微型计算机,高功率低阻值厚膜贴片电阻,ZENER DIODES,超级电容器,HIGH VOLTAGE MICC,HIGH VOLTAGE MICC,POLYESTER CAPACITOR,基准电压源,ANTI-SURGE THICK FILM CHIP RESISTOR,SCHOTTKY DIODES,网络电阻器,聚酯薄膜电容,电池保护IC,TRANSISTOR,THERMISTORS RESISTORS,DIODES,THERMISTOR,GAUGE CAPACITOR,调节器,场效应管,TVS二极管,晶片排阻,BATTERY PROTECTION IC,ANTI-SURGE THICK FILM CHIP RESISTORS,BRIDGE RECTIFIERS,BIDIRECTIONAL SILICON CONTROLLABLE,HIGH RES. 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小体积大能量!合科泰MOS管HKTG48N10在电源、电机、逆变器等上广泛应用

本期介绍的采用PDFN5X6封装的MOS管产品HKTG48N10,耐压能力表现出色,可用于电源、电机和LED等应用。HKTG48N10是一款高性能、低功耗和稳定的MOS产品,客户在选择元器件时候,主要选择合适的N沟道MOS管,了解产品耐压耐流能力,还有产品的工作温度,应用环境和场景等,设计出更好更稳定的电路。

2025-01-22 -  应用方案 代理服务 技术支持 采购服务

【技术】探讨MOS管是否可用三极管代替

MOS管能不能用三极管来代替?这一点相信也让很多用户有所困惑,毕竟MOS管和三极管相似的地方实在太多,合科泰半导体在本文将对MOS管能不能用三极管来代替进行详细的讲解,为工程师们的设计提供理论基础。

2021-09-13 -  技术探讨 代理服务 技术支持 采购服务

20W PD快充的工作原理和构成

本文合科泰给大家介绍20W快充产品以及其内部工作原理、结构和所需要的电子元器件等。20W快充可能用到的分立器件产品包括整流桥、快恢复整流二极管、整流二极管、开关MOS管、整流MOS管、VBUS开关MOS管等,采用何种器件根据客户具体的需求决定。

2024-06-24 -  应用方案 代理服务 技术支持 采购服务

采用TOLL封装的MOS管为什么更具有市场竞争力?

TOLL封装MOS管已经广泛应用于电动自行车、电动摩托车、锂电保护、通信电源、手机、平板电脑、电子游戏、汽车电子控制系统等领域,产品具有高热性能、高电流承载能力、高开关速度、低功耗、高可靠性以及广泛应用等特点,在大功率和大电流,对产品要求高可靠性等的应用场景中非常实用。作为专业分立器件厂商,合科泰即将推出性能强大的OLL封装的MOS管,欢迎大家持续关注。

2025-01-21 -  技术探讨 代理服务 技术支持 采购服务

【经验】导致场效应管(MOS管)发热严重的四大因素

在半导体电子应用过程中,场效应管(简称MOS管)经常会出现发热严重的现象,那么是什么原因才会导致MOS管严重发热?首先先需要了解MOS管的构造原理,场效应管(MOS管)是只要一种载流子参与导电,用输入电压控制输出电流的半导体器件,进一步可以划分为有N沟道器件和P沟道器件。

2021-08-29 -  设计经验 代理服务 技术支持 采购服务

【技术】解析MOS管的工作原理

MOS(金属-氧化物-半导体)管是一种常见的场效应晶体管(FET),常用于放大和开关电路中。MOS管主要由一片半导体晶体片(通常是硅)和相连的两个金属电极组成,它们之间隔着一层氧化物。本文中合科泰电子将为大家解析MOS管的工作原理。

2023-09-01 -  技术探讨 代理服务 技术支持 采购服务

详解NMOS管的工作机制和应用领域

MOS管可以分为PMOS管和NMOS管。NMOS三极管具有输入电阻高、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点,被广泛应用于大规模和超大规模集成电路中。本期合科泰电子介绍几款经典NMOS管产品,它在电机控制、电源、逆变器和负载开关等产品上广泛应用。

2025-01-18 -  技术探讨 代理服务 技术支持 采购服务
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