場效應晶體管應該如何選擇？

隨著電子設備的不斷更新，其的性能要求也越來越高，在某些電子設備的電路設計與研發中，不僅是開關電源電路，還是攜帶式電子設備的電路，都使用了場效應晶體管。場效應晶體管是利用控制輸入回路的電場效應來控制輸出回路電流的一種半導體器件，可應用于放大、可變電阻等作用，因此正確選擇選場效應晶體管是一件非常重要的事情。那么如何選擇?下面一起來看卡：

1.溝道類型

挑選好場效應晶體管電子元件的第一步是取決選用N溝道或是P溝道場效應晶體管。在典型的功率使用中，當一個場效應晶體管接地，而負載接入到干線電壓上時，該場效應晶體管就組成了低壓側開關。在低壓側開關中，應選用N溝道場效應晶體管，它是出自于對關閉或導通電子元件所要電壓的考慮。當場效應晶體管接入到總線及負載接地時，就需要用高壓側開關。一般會在這一拓撲中選用P溝道場效應晶體管，這又是出于對電壓驅動的考慮。

場效應晶體管

2.額定電流

該額定電流應是負載在全部狀態下可以承載的最高電流。與電壓的情形類似，保證選定的場效應晶體管能經受這一額定電流，即便在系統造成尖峰電流時。要考慮的兩個電流情形是持續模式和脈沖尖峰。在持續導通模式下，場效應晶體管處在穩態，這時電流持續通過電子元件。脈沖尖峰指的是有大量電涌(或尖峰電流)流經電子元件。一旦明確了這些條件下的最高電流，只需直接挑選能承載這個最高電流的電子元件便可。

3.導通損耗

在實際情況下，場效應晶體管并不一定是理想的電子元件，歸因于在導電過程中會有電能消耗，這叫做導通損耗。場效應晶體管在“導通”時好比一個可變電阻，由電子元件的RDS(ON)所確認，并隨溫度而明顯變動。電子元件的功率損耗可由Iload2×RDS(ON)估算，因為導通電阻隨溫度變動，因而功率損耗也會隨著按占比變動。對場效應晶體管施加的電壓VGS越高，RDS(ON)就會越小;反之RDS(ON)就會越高。注意RDS(ON)電阻會隨著電流輕微升高。關于RDS(ON)電阻的各類電氣叁數變動可在生產商出示的技術資料表里得知。

4.開關性能

影響開關性能的參數有很多，但最關鍵的是柵極/漏極、柵極/源極及漏極/源極電容。這些電容會在電子元件中產生開關損耗，因為在每一次開關時都要對它們充電。場效應晶體管的開關速度因而被減少，電子元件效率也降低。為計算開關過程中電子元件的總耗損，要計算開通過程中的耗損(Eon)和關閉過程中的耗損(Eoff)。場效應晶體管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)對開關性能的影響最大。

5.額定電壓

明確需用的額定電壓，或是電子元件能夠承載的最高電壓。額定電壓越大，電子元件的成本就越高。按照實踐證明，額定電壓應該高于干線電壓或總線電壓。這樣才可以提供足夠的保護，使場效應晶體管不會失靈。

對于選擇場效應晶體管來講，務必明確漏極至源極間將會承載的最高電壓，即最大VDS。了解場效應晶體管能承載的最高電壓會隨溫度而變動這點非常關鍵，應必須在整個操作溫度范圍內檢測電壓的變動范圍。額定電壓一定要有足夠的余量覆蓋這一變動范圍，保障電路不會無效。需要考慮的其它安全因素包含由開關電子產品(如電機或變壓器)引起的電壓瞬變。不同使用的額定電壓也各有不同;一般來說，便攜式設備為20V、FPGA電源為20～30V、85～220VAC應用為450～600V。

6.系統散熱

須考慮二種不一樣的情況，即最壞情況和具體情況。提議選用針對最壞情況的計算結果，由于這一結論提供更大的安全余量，能確保系統不易失靈。在場效應晶體管的材料表上還有一些必須留意的測量數據;電子元件的結溫相當于最大環境溫度再加熱阻與功率耗散的乘積(結溫=最大環境溫度+[熱阻×功率耗散])。依據這個式子可解出系統的最大功率損耗，即按定義相當于I2×RDS(ON)。我們已即將通過電子元件的最大電流，能夠估算出不同溫度下的RDS(ON)。此外，也要搞好電路板以及場效應晶體管的散熱。

雪崩擊穿指的是半導體器件上的反向電壓超出最高值，并產生強電場使電子元件內電流增加。晶片尺寸的增加會增強抗雪崩能力，最后提高電子元件的穩健性。因而挑選更大的封裝件能夠有效避免雪崩。

以上就是場效應晶體管的選擇介紹了。場效應晶體管能在很小電流和很低電壓的條件下工作，而且它的制造工藝可以很方便地把很多場效應晶體管集成在一塊硅片上，因此場效應晶體管在大規模集成電路中得到了廣泛的應用。

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