【技术】详解MOS管的相关知识
HI-SEMICON详解MOS管的相关知识，MOS管，是MOSFET的缩写。MOSFET金属氧化物半导体场效应晶体管，简称金氧半场效晶体管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET），场效应管分为结型（JFET）和金属-氧化物-半导体型（MOSFET）两种类型。本文章简单总结了MOS管的一些知识，包括：场效应管分类、N和P的区别、导通条件、基本开关电路等，如下是本文目录：
场效应管分类
场效应管分为结型（JFET）和金属-氧化物-半导体型（MOSFET）两种类型。
JFET的英文全称是Junction Field-Effect Transistor，也分为N沟道和P沟道两种，在实际中几乎不用。
MOSFET英文全称是Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，应用广泛，MOSFET一般称MOS管。
MOSFET有增强型和耗尽型两大类，增强型和耗尽型每一类下面都有NMOS和PMOS。
增强型MOS管的英文为Enhancement MOS或者EMOS，耗尽型MOS管的英文为Depletion MOS或者DMOS。
一般主板上使用最多的是增强型MOS管，NMOS最多，一般多用在信号控制上，其次是PMOS，多用在电源开关等方面，耗尽型几乎不用。
N和P区分
如下红色箭头指向G极的为NMOS，箭头背向G极的为PMOS。
从上图可以看出NMOS和PMOS寄生二极管方向不一样，NMOS是由S极→D极，PMOS是由D极→S极。
寄生二极管和普通二极管一样，正接会导通，反接截止，对于NMOS，当S极接正，D极接负，寄生二极管会导通，反之截止；对于PMOS管，当D极接正，S极接负，寄生二极管导通，反之截止。
某些应用场合，也会选择走体二极管，以降低DS之间的压降（体二极管的压降是比MOS的导通压降大很多的），同时也要关注体二极管的过电流能力。
当满足MOS管的导通条件时，MOS管的D极和S极会导通，这个时候体二极管是截止状态，因为MOS管的导通内阻极小，一般mΩ级别，流过1A级别的电流，也才mV级别，所以D极和S极之间的导通压降很小，不足以使寄生二极管导通，这点需要特别注意。
导通条件
MOS管是压控型，导通由G和S极之间压差决定。
对NMOS来说，VG-VS>VGS(TH)，即G极和S极的压差大于一定值，MOS管会导通，但是也不能大太多，否则烧坏MOS管，开启电压和其他参数可以看具体器件的SPEC。
对PMOS来说，VG-VS>VGS(TH)，即S极和G极的压差大于一定值，MOS管会导通，同样的，具体参数看器件的SPEC。
基本开关电路
NMOS管开关电路
当GPIO_CTRL电压小于MOS管开启电压时，MOS管截止，OUT通过R1上拉到5V，OUT=5V。
当GPIO_CTRL电压大于MOS管开启电压时，MOS管导通，D极电压等于S极电压，即OUT=0V。
PMOS管开关电路
PMOS管最常用在电源开关电路中，下图所示，当GPIO_CRTL=0V时，S和G极压差大于MOS管开启电压时，MOS管导通，5V_VOUT=5V_VIN。
与三极管的区别
三极管是电流控制，MOS管是电压控制，主要有如下的区别：
1，只容许从信号源取少量电流的情况下，选用MOS管；在信号电压较低，有容许从信号源取较多电流的条件下，选用三极管。
2，MOS管是单极性器件（靠一种多数载流子导电），三极管是双极性器件（既有多数载流子，也要少数载流子导电）。
3，有些MOS管的源极和漏极可以互换运用，栅极也可正可负，灵活性比三极管好。
4，MOS管应用普遍，可以在很小电流和很低电压下工作。
5，MOS管输入阻抗大，低噪声，MOS管较贵，三极管的损耗大。
6，MOS管常用来作为电源开关，以及大电流开关电路、高频高速电路中，三极管常用来数字电路开关控制。
G和S极串联电阻的作用
MOS管是压控型，有的情况下，为什么还需要在G极串联一个电阻呢？
1、减缓RDS从无穷大到RDS(ON)。
2、防止震荡，一般单片机的I/O输出口都会带点杂散电感，在电压突变的情况下，可能与栅极电容形成LC震荡，串联电阻可以增大阻尼减小震荡效果。
3、减小栅极充电峰值电流。
选型要点
1、电压值
关注VDS最大导通电压和VGS最大耐压，实际使用中，不能超过这个值，否则MOS管会损坏。
关注导通电压VGS(TH)，一般MOS管都是用单片机进行控制，根据单片机GPIO的电平来选择合适导通阈值的MOS管，并且尽量留有一定的余量，以确保MOS可以正常开关。
2、电流值
关注ID电流，这个值代表了PMOS管的能流过多大电流，反应带负载的能力，超过这个值，MOS管也会损坏。
3、功率损耗
功率损耗需要关注以下几个参数，包括热阻、温度。热阻指的是当有热量在物体上传输时，在物体两端温度差与热源的功率之间的比值，单位是℃/W或者是K/W，热阻的公式为ThetaJA = (Tj-Ta)/P，和功率和环境温度都有关系。
4、导通内阻
导通内阻关注PMOS的RDS(ON)参数，导通内阻越小，PMOS管的损耗越小，一般PMOS管的导通内阻都是在mΩ级别。
5、开关时间
MOS作为开关器件，就会有开关时间概念，在高速电路中，尽可能选择输入、输出电容CISS&COSS小、开关时间Ton&Toff短的MOS管，以保证数据通信正常。
6、封装
根据PCB板的尺寸，选择合适的PMOS管尺寸，在板载面积有限的情况下，尽可能选择小封装；尽量选择常见封装，以备后续选择合适的替代料。
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目录- 中低压功率MOSFETs 高压功率MOSFETs 超结MOSFETs
型号- SFU6007T,SFP20N65,SCF60R190C,SFD3006T,SFD6003T,SGP104R5T,SFF10N65R,SFD7N70,SFF4N60E,SFQ0320T4,SFM4009T,SFE6001T2,SFP20N60,SFK2N50,SFF60N06,SFM041R8T,SFD60N06,SFD2N50,SFP4N65,SFP33N10,SFP4N65E,SCP60R190C,SFP20N70,SFS3401,SFD4N60E,SFS3400,SFD6005T,SFD7N65E-Y,SFD7N50,SFM6005ST,SFF18N50,SCA60R280C,SFM4N65,SFD1N65,SCP70R360C6,SFD3015T,SGA855R0T,SFP50N06,SCA65R540T,SCF65R640C,SFQ0322T4,SFU4N65E,SFF12N65,SFD6006T,SFD6N70,SGM10HR14T,SFQ0420T4,SGM062R3T,SFS4525T,SFD3N50-P,SFN3009T,SCD60R360C,SFF6N70,SFU3006T,SCF65R1K15C,SFP9N20,SFF50N06,SFD6007T,SFF3N50-P,SFP10N60,SCF65R380C,SFP7N65E-Y,SCP65R380C,SCP60R280C,SFS4008T2,SFS2300,SFF7N65-Y,SCF60R280C,SFF13N50,SFF7N50,SCF65R540T,SFD50N06,SFP10N70,SCD65R1K2C,SFM4010T,SFD3N50TS,SFF6007T,SCF80R500C,SCD80R500C,SFF2N50,SFD3012T,SFA3018T,SFF7N65,SCF65R310C,SFF7N65E-Y,SCD70R360C6,SFF6006T,SCK65R1K15C,SFD4N65E,SFF15N10,SFU4N65,SFF7N70,SFD4003T,SFU9N65,SFF6005T,SFD7N65-Y,SCP60R160C,SCA60R190C,SCF80R950C,SFK3N50,SCF55R2K7C,SFF12N65-Y,SFE3007T,SFP3006T,SFD5N50,SGM6005DT,SFF9N20,SGF15N10,SFP60N06,SFS2N10,SCF70R600C6,SFD4001PT5,SFP10N65-Y,SFF3N50,SFM4N65E,SCD65R125C,SCF65R125C,SFD4N70,SFP7N65-Y,SFF5N50TS,SFP6005T,SCP65R125C,SGM031R1T,SCF70R420C,SCD70R420C,SFP12N65-Y,SCP65R540T,SCF60R160C,SFD4N65,SFS2N7002,SFF3N50TS,SFF33N10,SCF70R360C6,SFS2302B,SFS2301B,SFD15N10,SFF20N60,SFD6003PT,SGA104R5T,SFF20N65,SFS4606T,SFU4003T,SGD15N10,SFF9N50,SFD10N65-J,SFF4N65E,SFD4004PT,SFD9N65,SFF20N70,SFU10N65R,SCD55R2K7C,SFU6003T,SFF10N70,SCF60R360C,SFD2006T,SFF9N65,SFP13N50,SCD70R600C6,SFU7N70,SCD65R380C,SFD5N50TS,SFAP4580,SFF10N60,SCD65R540T,SCP60R360C,SFF4N65,SFM0320T4,SCF65R1K2C,SCP80R500C,SGP855R0T,SFU6005T,SFD10N65R,SFD3N50,SFP12N65,SFU6N70,SFU4N60E,SFF4N70,SFF10N65-Y,SFF9N90,SGU15N10,SFM3011T,SFF16N65,SFP110N55,SFU6006T,SFP18N50,SFU15N10,SFF5N50,SFF10N65-J,SFN6004T5,SFP59N10,SFD9N20,SCF65R240C,SCD65R640C,SFM3012T,SFS5N10S,SFN0250T2,SCD65R1K15C
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