这两种封装产品适用于中压大电流低于120a和高压大电流低于20A的应用

选择正确的MOS管可以控制生产成本。最重要的是将产品与最合适的组件匹配。这将充分发挥“螺杆”在产品未来使用中的作用，确保设备获得最高效、最稳定、最持久的应用效果。那么，如何选择市场上的MOS管呢 接下来，我们将分七步描述MOS管的选择要求。

MOS管是电子制造的基本元件，但面对不同封装、不同特性和不同品牌的MOS管，如何选择 是否有节省时间和精力的选择方法

MOS管有两种结构形式，即n沟道型和p沟道型。结构不同，使用的电压极性也不同。因此，在决定选择哪种产品之前，必须首先确定是使用n沟道MOS管还是p沟道MOS管。

MOS管的两种结构：n沟道型和p沟道型

1.在典型的电源应用中，当MOS管接地且负载连接到电源电压时，MOS管构成低压侧开关。在低压侧开关中，应使用n沟道MOS管，这是基于对关闭或开启设备所需电压的考虑。

2.当MOS管连接到总线且负载接地时，应使用高压侧开关。这种拓扑结构中通常使用P沟道MOS晶体管，这也是由于考虑了电压驱动。

要选择适合应用的设备，必须确定驱动设备所需的电压，以及设计中执行的最简单方法。

额定电压越高，设备的成本越高。从成本的角度来看，还需要确定所需的额定电压，即设备能够承受的最大电压。根据实践经验，额定电压应大于主线电压或母线电压，一般保留1.2-1.5倍的电压裕度，以提供足够的保护，防止MOS管故障。

对于MOS晶体管的选择，必须确定漏极和源极之间可能承受的最大电压，即最大VDS。由于MOS管能够承受的最大电压随温度变化，设计者必须在整个工作温度范围内测试电压变化范围。额定电压必须具有足够的裕度以覆盖该变化范围，以确保电路不会发生故障。

此外，设计工程师还需要考虑其他安全因素，如开关电子设备引起的电压瞬变。此外，不同应用的额定电压不同；便携式设备一般采用20V MOS管，FPGA电源一般采用20-30v MOS。当施加85-220v AC时，MOS管的VDS为450-600v。

确定电压后，接下来要确定的是MOS管的电流。应根据电路结构确定，MOS管的额定电流应为负载在所有条件下能承受的最大电流；与电压情况类似，当系统产生峰值电流时，MOS管的额定电流必须满足要求。电流的确定需要从两个方面开始：连续模式和脉冲尖峰。在连续导通模式下，MOS晶体管处于稳定状态，电流连续通过器件。脉冲尖峰是指流经设备的大量浪涌。一旦确定了这些条件下的最大电流，就只需要直接选择能够承受最大电流的器件。

选择额定电流后，还必须计算传导损耗。实际上，MOS晶体管不是理想的器件，因为在传导过程中会有功率损耗，即传导损耗。MOS管在“导通”时就像一个可变电阻器，由器件的导通电阻RDS决定，并随温度显著变化。器件的功率损耗ptron=iload2×RDS，由于导通电阻将随温度变化，功耗也将成比例变化。施加到MOS管的电压VGS越高，RDS越高。

对于系统设计者来说，这需要权衡。对于便携式设计，较低的电压就足够了；对于工业设计，可以使用更高的电压。应注意，RDS电阻将随电流略微升高。

技术对设备的特性有重大影响，因为一些技术正在增加最大VDS。对于此类技术，如果要减少VDS和RDS，则必须增加晶片尺寸，从而增加封装尺寸和相关开发成本。

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确定电流后，计算系统的冷却要求。设计师必须考虑两种不同的情况：最坏情况和真实情况。建议采用最坏情况下的计算结果，因为该结果提供了更大的安全裕度，可以确保系统不会发生故障。在MOS管的数据表上，还有一些需要注意的测量数据，例如封装器件的半导体结与环境之间的热阻，以及最大结温度。

器件的结温度等于最大环境温度加上热阻和功耗的乘积，即结温度=最大环境温度+。根据该方程，系统的最大功耗=I2可通过x RDS求解

由于设计者已经确定了通过设备的最大电流，因此可以计算不同温度下的RDS。值得注意的是，在处理简单的热模型时，设计者还必须考虑半导体结/器件外壳和外壳/环境的热容量；即要求印刷电路板和封装不立即加热。

雪崩击穿指半导体器件上的反向电压超过最大值并形成强电场以增加器件中的电流。产生的电流将消耗功率，提高设备的温度，并可能损坏设备。半导体公司将对器件进行雪崩测试，计算其雪崩电压，或测试器件的稳健性。

计算额定雪崩电压有两种方法；一种是统计方法，另一种是热计算。热计算因更实用而得到广泛应用。除了计算之外，该技术对雪崩效应也有很大影响。例如，晶片尺寸的增加将提高抗雪崩性，并最终提高器件的鲁棒性。对于最终用户，这意味着在系统中采用更大的软件包。

选择MOS晶体管的最后一步是确定其开关性能。影响开关性能的参数很多，但最重要的参数是栅/漏、栅/源和漏/源电容。由于这些电容器在每次切换时都会充电，因此设备中会出现切换损耗；结果，MOS晶体管的开关速度降低，器件效率相应降低；栅极电荷对开关性能的影响最大。

为了计算器件在开关过程中的总损耗，设计者必须计算断开过程中的损耗，然后推导出MOS开关的总功率：PSW=×开关频率。

由增强型NMOS晶体管构成的开关电路

不同封装尺寸的MOS管具有不同的热阻和耗散功率。有必要考虑系统的散热条件和环境温度如风冷散热器的形状和尺寸是否受到限制，以及环境是否封闭。基本原则是在确保功率MOS管的温升和系统效率的前提下，选择具有更通用参数和封装的功率MOS管管。

常见的MOS管封装包括：

① 插入式封装：to-3pto-247to-220to-220fto-251至-92；

② 表面安装类型：to-263to-252sop-8sot-23dfn5*6dfn3*3；

为了封装MOS管

MOS管的极限电流、电压和散热效果因封装形式的不同而不同。简要介绍如下。

To-3p/247：是中高压大电流MOS管的常见封装形式。本产品具有耐压高、抗击穿能力强的特点，适用于中压大电流120a以上、耐压值200V以上的场所。

TO-220/220f：这两种封装形式的MOS管外观相似，可以互换使用。然而，TO-220的背面有一个散热器，其散热效果优于TO-220f，且价格相对昂贵。这两种封装产品适用于中压大电流低于120a和高压大电流低于20A的应用。

To-251：本包装产品主要用于60A以下的中压大电流环境和7n以下的高压环境，以降低成本，减少产品体积。

TO-92：此封装仅用于低压MOS管和高压1N60/65，主要用于降低成本。

To-263：To-220的变体，主要用于提高生产效率和散热。它支持极高的电流和电压。在150A以下和30V以上的中压大电流MOS管中更常见。

TO-252：它是目前主流软件包之一。它适用于高压低于7n和中压低于70A的环境。

Sop-8：该软件包也是为了降低成本而设计的。通常，在中压低于50A和约60V的低压MOS管中更常见。

SOT-23：适用于电流为60V及以下的多种环境。它可以分为大容量和小容量。主要区别在于当前值不同。

有许多MOS管制造商。一般来说，国内系列主要有欧美系列、日本系列、韩国系列和台湾系列。

欧美代表企业：IRST、先通、安森美、蒂皮、英飞凌等；

日本代表企业：东芝RISA新店源等；

韩国代表企业：科考、马格纳斯、豪维斯顿、新安等；

台湾代表企业：apeccet；

国内代表企业：吉林华为士兰微华润华晶东光微深爱半导体等。

在这些品牌中，欧美企业拥有最完整的产品类别和最佳的技术和性能。考虑到性能影响，它们是MOS管的首选；以东芝Risa为代表的日本企业也是MOS管的高端品牌，也具有强大的竞争优势；这些品牌也是市场上模仿最多的。此外，由于品牌价值和技术优势，欧洲、美国和日本品牌企业的产品价格往往很高。

不同的应用要求不同，从n型或p型封装类型到MOSFET耐压和导通电阻。在选择MOS管时，工程师必须根据电路设计要求和MOS管的工作场所选择合适的MOS管，以获得最佳的产品设计经验。当然，在考虑性能的同时，成本也是选择的因素之一。只有高性价比的产品才能平衡工程师设计的产品的质量和收入。