場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET)也叫場(chǎng)效應(yīng)晶體管，是一種單極型的電壓控制器件，不但有自關(guān)斷能力，而且具備輸入電阻高、噪聲小、功耗低、驅(qū)動(dòng)功率小、開(kāi)關(guān)速度高、無(wú)二次擊穿、安全工作區(qū)寬等特點(diǎn)，MOSFET在組合邏輯電路、放大器、電源管理、測(cè)量?jī)x器等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。MOSFET按導(dǎo)電溝道可分為 P 溝道和 N 溝道，同時(shí)又有耗盡型和增強(qiáng)型之分，目前市場(chǎng)主要應(yīng)用 N 溝道增強(qiáng)型。

MOSFET經(jīng)歷了3次器件結(jié)構(gòu)上的技術(shù)革新：溝槽型、超級(jí)結(jié)、屏蔽柵。每一次器件結(jié)構(gòu)的進(jìn)化，在某些單項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)上產(chǎn)品性能得到質(zhì)的飛躍，大幅拓寬產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域。

MOSFET可廣泛應(yīng)用在電源、網(wǎng)通、通信、安防、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)、工業(yè)控制、汽車(chē)電子、醫(yī)療設(shè)備、照明、HID電子鎮(zhèn)流器、隔離器、充電器、消費(fèi)電子、電腦及周邊等電子產(chǎn)品和應(yīng)用領(lǐng)域。拓墣產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布了一份關(guān)于MOSFET市場(chǎng)的研究，認(rèn)為隨著市場(chǎng)需求的提升，2022年整體MOSFET市場(chǎng)規(guī)模首度達(dá)到100億美元。

MOSFET的主要參數(shù)有Id（最大漏源電流）,Idm（最大脈沖漏源電流），Vgs（最大柵源電壓）,V（BR）DSS（漏源擊穿電壓）,Rds(on)（導(dǎo)通電阻） ,Vth（閾值電壓）等。在做器件選型時(shí)，主要從以下幾個(gè)方面考慮：

1、是N-MOS還是P-MOS：N-MOS性?xún)r(jià)比高

• 從電路結(jié)構(gòu)上看，低壓側(cè)開(kāi)關(guān)選N-MOS，高壓側(cè)開(kāi)關(guān)選P-MOS；

• 從成本和便利性上看，N溝道MOSFET選擇的型號(hào)多，物料成本低；P溝道MOSFET選擇的型號(hào)較少，物料成本高；

• 從性能上看，NMOS導(dǎo)通電阻小，發(fā)熱量更低，允許通過(guò)的電流大，應(yīng)用場(chǎng)景也更廣泛，正激，反激、推挽、半橋、全橋等拓?fù)潆娐范寄軕?yīng)用；

2、選取封裝類(lèi)型：SMT器件生產(chǎn)效率高

• 溫升和熱設(shè)計(jì)是選取封裝最基本的要求，基本原則就是在保證MOSFET的溫升和系統(tǒng)效率的前提下，選取參數(shù)和封裝更通用的型號(hào)；

• 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)尺寸限制；

• 功耗或散熱方面的需求；

• 生產(chǎn)、裝配、維修的效率和便利性；

3、選取耐壓BVdss：預(yù)留足夠的余量

• 產(chǎn)品的額定電壓是固定的，MOSFET的耐壓選取也就比較容易，由于BVdss具有正溫度系數(shù)，在實(shí)際的應(yīng)用中要結(jié)合這些因素綜合考慮。

  
  

• VDS中的最高尖峰電壓如果大于BVdss，即便這個(gè)尖峰脈沖電壓的持續(xù)只有幾個(gè)或幾十個(gè)ns，MOSFET管也會(huì)進(jìn)入雪崩擊穿狀態(tài)而發(fā)生損壞。

  
  

• 因此MOSFET管的雪崩電壓通常發(fā)生在1.2～1.3倍的BVDSS，而且持續(xù)的時(shí)間通常都是μs、甚至ms級(jí)，因此在選擇BVdss時(shí)需要留有足夠的余量。

4、選取Id電流：預(yù)留足夠的余量

• Id電流代表MOSFET能流過(guò)的最大電流，反映帶負(fù)載能力，超過(guò)這個(gè)值可能會(huì)因?yàn)槌?fù)荷導(dǎo)致MOSFET損壞。

  
  

• Id電流參數(shù)選擇時(shí)，需要考慮連續(xù)工作電流和電涌帶來(lái)的尖峰電流，確保MOSFET能夠承受最大的電流值。

  
  

• Id電流具有負(fù)溫度系數(shù)，電流值會(huì)隨著結(jié)溫度升高而降低，因此應(yīng)用時(shí)需要考慮的其在高溫時(shí)的 Id值能否符合要求。

5、選取柵極閾值電壓Vth：需結(jié)合電路需求選擇

• Vth是指當(dāng)源極與漏極之間有指定電流時(shí)，柵極使用的電壓；

  
  

• Vth具有負(fù)溫度系數(shù)，選擇參數(shù)時(shí)需要考慮。

  
  

• 不同電子系統(tǒng)選取MOSFET管的閾值電壓Vth并不相同，需要根據(jù)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電壓，選取合適閾值電壓的MOSFET管。

  
  

• 閾值電壓越高抗干擾性能越強(qiáng)，可以減少尖峰脈沖造成的電路誤觸發(fā)。

6、選取導(dǎo)通電阻Rds（on）：越低越好

• Rds（on）和導(dǎo)通損耗直接相關(guān)，RDSON越小，功率MOSFET的導(dǎo)通損耗越小、效率越高、工作溫升越低。

  
  

• Rds（on）時(shí)正溫度系數(shù)，會(huì)隨著MOSFET溫度升高而變大，也就是Rds（on）電阻值會(huì)隨著電流增大輕微上升，因此選擇時(shí)需要留有余量。

  
  

• Rds（on）低的MOSFET通常成本比較高，可以通過(guò)優(yōu)化驅(qū)動(dòng)電路，改進(jìn)散熱等方式，選用Rds（on）較大一些的的低成本器件。

7、選取寄生電容/柵電荷：Ciss、Coss、Crss；Qg、Qgd、Qoss：越小越好

• 影響開(kāi)關(guān)性能參數(shù)，最重要的是Ciss、Coss和Crss的電容，這些電容在工作時(shí)重復(fù)充放電產(chǎn)生開(kāi)關(guān)損耗，導(dǎo)致MOSFET開(kāi)關(guān)速度下降，效率降低。

  
  

• 柵電荷反映存儲(chǔ)在端子間的電荷，在開(kāi)關(guān)電路工作時(shí)，電容上的電荷會(huì)隨著電壓變化，因此設(shè)計(jì)柵極驅(qū)動(dòng)電路時(shí)需要考慮柵極電荷的影響。

8、熱設(shè)計(jì)：按照最壞情況來(lái)設(shè)計(jì)

• 確保MOSFET工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，關(guān)注封裝的半導(dǎo)體結(jié)與環(huán)境之間的熱阻，以及最高的結(jié)溫。

  
  

• 設(shè)計(jì)人員需充分考慮最壞情況和真實(shí)情況，建議采用針對(duì)最壞情況的計(jì)算結(jié)果，確保系統(tǒng)不會(huì)失效。

  
  

• 如果系統(tǒng)允許，盡量加大散熱器尺寸和選用更好的散熱方式，提升系統(tǒng)工作穩(wěn)定性。

9、其他：

MOSFET選型時(shí)還需要關(guān)注開(kāi)關(guān)時(shí)間（ton、toff）、內(nèi)部寄生二極管、低頻跨導(dǎo) gm等參數(shù)。