MOS管正確選擇的步驟

　**步：選用N溝道還是P溝道
　　為設計選擇正確器件的**步是決定采用N溝道還是P溝道MOS管。在典型的功率應用中，當一個MOS管接地，而負載連接到干線電壓上時，該MOS管就構成了低壓側開關。在低壓側開關中，應采用N溝道MOS管，這是出于對關閉或導通器件所需電壓的考慮。當MOS管連接到總線及負載接地時，就要用高壓側開關。通常會在這個拓撲中采用P溝道MOS管，這也是出于對電壓驅動的考慮。
　　要選擇適合應用的器件，必須確定驅動器件所需的電壓，以及在設計中*簡易執(zhí)行的方法。下一步是確定所需的額定電壓，或者器件所能承受的*大電壓。額定電壓越大，器件的成本就越高。根據(jù)實踐經驗，額定電壓應當大于干線電壓或總線電壓。這樣才能提供足夠的保護，使MOS管不會失效。就選擇MOS管而言，必須確定漏極至源極間可能承受的*大電壓，即*大VDS.知道MOS管能承受的*大電壓會隨溫度而變化這點十分重要。設計人員必須在整個工作溫度范圍內測試電壓的變化范圍。額定電壓必須有足夠的余量覆蓋這個變化范圍，確保電路不會失效。設計工程師需要考慮的其他**因素包括由開關電子設備（如電機或變壓器）誘發(fā)的電壓瞬變。不同應用的額定電壓也有所不同；通常，便攜式設備為20V、FPGA電源為20~30V、85~220VAC應用為450~600V.
　　**步：確定額定電流
　　**步是選擇MOS管的額定電流。視電路結構而定，該額定電流應是負載在所有情況下能夠承受的*大電流。與電壓的情況相似，設計人員必須確保所選的MOS管能承受這個額定電流，即使在系統(tǒng)產生尖峰電流時。兩個考慮的電流情況是連續(xù)模式和脈沖尖峰。在連續(xù)導通模式下，MOS管處于穩(wěn)態(tài)，此時電流連續(xù)通過器件。脈沖尖峰是指有大量電涌（或尖峰電流）流過器件。一旦確定了這些條件下的*大電流，只需直接選擇能承受這個*大電流的器件便可。
　　技術對器件的特性有著重大影響，因為有些技術在提高*大VDS時往往會使RDS（ON）增大。對于這樣的技術，如果打算降低VDS和RDS（ON），那么就得增加晶片尺寸，從而增加與之配套的封裝尺寸及相關的開發(fā)成本。業(yè)界現(xiàn)有好幾種試圖控制晶片尺寸增加的技術，其中*主要的是溝道和電荷平衡技術。
　　在溝道技術中，晶片中嵌入了一個深溝，通常是為低電壓預留的，用于降低導通電阻RDS（ON）。為了減少*大VDS對RDS（ON）的影響，開發(fā)過程中采用了外延生長柱/蝕刻柱工藝。例如，飛兆半導體開發(fā)了稱為SupeRFET的技術，針對RDS（ON）的降低而增加了額外的制造步驟。這種對RDS（ON）的關注十分重要，因為當標準MOSFET的擊穿電壓升高時，RDS（ON）會隨之呈指數(shù)級增加，并且導致晶片尺寸增大。SuperFET工藝將RDS（ON）與晶片尺寸間的指數(shù)關系變成了線性關系。這樣，SuperFET器件便可在小晶片尺寸，甚至在擊穿電壓達到600V的情況下，實現(xiàn)理想的低RDS（ON）。結果是晶片尺寸可減小達35%.而對于*終用戶來說，這意味著封裝尺寸的大幅減小。
　　第三步：確定熱要求
　　選擇MOS管的下一步是計算系統(tǒng)的散熱要求。設計人員必須考慮兩種不同的情況，即*壞情況和真實情況。建議采用針對*壞情況的計算結果，因為這個結果提供更大的**余量，能確保系統(tǒng)不會失效。在MOS管的資料表上還有一些需要注意的測量數(shù)據(jù)；比如封裝器件的半導體結與環(huán)境之間的熱阻，以及*大的結溫。
　　器件的結溫等于*大環(huán)境溫度加上熱阻與功率耗散的乘積（結溫=*大環(huán)境溫度+[熱阻×功率耗散]）。根據(jù)這個方程可解出系統(tǒng)的*大功率耗散，即按定義相等于I2×RDS（ON）。由于設計人員已確定將要通過器件的*大電流，因此可以計算出不同溫度下的RDS（ON）。值得注意的是，在處理簡單熱模型時，設計人員還必須考慮半導體結/器件外殼及外殼/環(huán)境的熱容量；即要求印刷電路板和封裝不會立即升溫。
　　雪崩擊穿是指半導體器件上的反向電壓超過*大值，并形成強電場使器件內電流增加。該電流將耗散功率，使器件的溫度升高，而且有可能損壞器件。半導體公司都會對器件進行雪崩測試，計算其雪崩電壓，或對器件的穩(wěn)健性進行測試。計算額定雪崩電壓有兩種方法；一是統(tǒng)計法，另一是熱計算。而熱計算因為較為實用而得到廣泛采用。除計算外，技術對雪崩效應也有很大影響。例如，晶片尺寸的增加會提高抗雪崩能力，*終提高器件的穩(wěn)健性。對*終用戶而言，這意味著要在系統(tǒng)中采用更大的封裝件。
　　第四步：決定開關性能
　　選擇 MOS管的*后一步是決定MOS管的開關性能。影響開關性能的參數(shù)有很多，但*重要的是柵極/漏極、柵極/ 源極及漏極/源極電容。這些電容會在器件中產生開關損耗，因為在每次開關時都要對它們充電。MOS管的開關速度因此被降低，器件效率也下降。為計算開關過程中器件的總損耗，設計人員必須計算開通過程中的損耗（Eon）和關閉過程中的損耗（Eoff）。MOSFET開關的總功率可用如下方程表達：Psw=（Eon+Eoff）×開關頻率。而柵極電荷（Qgd）對開關性能的影響*大。

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