MOS管選型 30v

解析如何選型MOS管及30v mos管有哪些參數

首先先了解下如何選型MOS管：選擇到一款正確的MOS管，可以很好地控制生產制造成本，最為重要的是，為產品匹配了一款最恰當的元器件，這在產品未來的使用過程中，將會充分發揮其“螺絲釘”的作用，確保設備得到最高效、最穩定、最持久的應用效果。

選型及替代必須要知道前六個點：

第一點：要確定N、P溝道選擇

第二點：要確定電壓

第三點：要確定電流

第四點：確定熱要求

第五點：要確定開關性能

第六點：要確定封裝

第七點：選型MOS管

（一）首先是確定N、P溝道的選擇

MOS管有兩種結構形式，即N溝道型和P溝道型，結構不一樣，使用的電壓極性也會不一樣，因此，在確定選擇哪種產品前，首先需要確定采用N溝道還是P溝道MOS管。

MOS管的兩種結構：N溝道型和P溝道型

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，以及在設計中最簡易執行的方法。

（二）是確定電壓

額定電壓越大，器件的成本就越高。從成本角度考慮，還需要確定所需的額定電壓，即器件所能承受的最大電壓。根據實踐經驗，額定電壓應當大于干線電壓或總線電壓，一般會留出1.2~1.5倍的電壓余量，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最大電壓，即最大VDS。由于MOS管所能承受的最大電壓會隨溫度變化而變化，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。

此外，設計工程師還需要考慮其他安全因素：如由開關電子設備(常見有電機或變壓器)誘發的電壓瞬變。另外，不同應用的額定電壓也有所不同；通常便攜式設備選用20V的MOS管，FPGA電源為20～30V的MOS管，85～220V AC應用時MOS管VDS為450～600V。

（三）確定電流

確定完電壓后，接下來要確定的就是MOS管的電流。需根據電路結構來決定，MOS管的額定電流應是負載在所有情況下都能夠承受的最大電流；與電壓的情況相似，MOS管的額定電流必須能滿足系統產生尖峰電流時的需求。

電流的確定需從兩個方面著手：連續模式和脈沖尖峰。在連續導通模式下，MOS管處于穩態，此時電流連續通過器件。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最大電流，只需直接選擇能承受這個最大電流的器件便可。

選好額定電流后，還必須計算導通損耗。在實際情況下，MOS管并不是理想的器件，因為在導電過程中會有電能損耗，也就是導通損耗。MOS管在“導通”時就像一個可變電阻，由器件的導通電阻RDS(ON)所確定，并隨溫度而顯著變化。

器件的功率損耗PTRON=Iload2×RDS(ON)計算（Iload：最大直流輸出電流），由于導通電阻會隨溫度變化，因此功率耗損也會隨之按比例變化。對MOS管施加的電壓VGS越高，RDS(ON)就會越小；反之RDS(ON)就會越高。

對系統設計人員來說，這就需要折中權衡。

對便攜式設計來說，采用較低的電壓即可(較為普遍)；而對于工業設計來說，可采用較高的電壓。需要注意的是，RDS(ON)電阻會隨著電流輕微上升。

技術對器件的特性有著重大影響，因為有些技術在提高最大VDS（漏源額定電壓）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成本。業界現有好幾種試圖控制晶片尺寸增加的技術，其中最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)。為了減少最大VDS對RDS(ON)的影響，開發過程中采用了外延生長柱/蝕刻柱工藝。例如，飛兆半導體開發的SupeRFET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，實現理想的低RDS(ON)。結果是晶片尺寸可減小達35%。而對于最終用戶來說，這意味著封裝尺寸的大幅減小。

SuperFET III MOSFET系列參數

（四）確定熱要求

在確定電流之后，就要計算系統的散熱要求。設計人員必須考慮兩種不同的情況：最壞情況和真實情況。建議采用針對最壞情況的計算結果，因為這個結果提供更大的安全余量，能確保系統不會失效。在MOS管的資料表上還有一些需要注意的測量數據，比如封裝器件的半導體結與環境之間的熱阻，以及最大的結溫。

器件的結溫等于最大環境溫度加上熱阻與功率耗散的乘積，即結溫=最大環境溫度+（熱阻×功率耗散）。根據這個方程可解出系統的最大功率耗散=I2×RDS(ON)。

由于設計人員已確定將要通過器件的最大電流，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（指半導體器件上的反向電壓超過最大值，并形成強電場使器件內電流增加）形成的電流將耗散功率，使器件溫度升高，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，或對器件的穩健性進行測試。

計算額定雪崩電壓有兩種方法；一是統計法，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，最終提高器件的穩健性。對最終用戶而言，這意味著要在系統中采用更大的封裝件。

（五）確定開關性能

選擇MOS管的最后一步是確定其開關性能。影響開關性能的參數有很多，但最重要的是柵極/漏極、柵極/源極及漏極/源極電容。因為在每次開關時都要對這些電容充電，會在器件中產生開關損耗；MOS管的開關速度也因此被降低，器件效率隨之下降；其中，柵極電荷(Qgd)對開關性能的影響最大。

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)，進而推導出MOS管開關總功率：Psw=(Eon+Eoff)×開關頻率。

增強型NMOS管構成的開關電路

（六）封裝

不同的封裝尺寸MOS管具有不同的熱阻和耗散功率，需要考慮系統的散熱條件和環境溫度（如是否有風冷、散熱器的形狀和大小限制、環境是否封閉等因素），基本原則就是在保證功率MOS管的溫升和系統效率的前提下，選取參數和封裝更通用的功率MOS管。

（七）MOS管選型 30v

30N03B   TO-251、252 封裝、電壓30V、內阻0.018、電流30A

9103A    TO-252 封裝、電壓30V、內阻0.015、電流40A

50N03A   TO-252封裝、電壓30V、內阻0.009、電流50A

3703A    DFN3*3、5*6封裝、電壓30V、內阻0.009、電流50A

3403A    TO-252封裝、電壓30V、內阻0.0055、電流85A

100N03A  TO-252、220、263、電壓30V、內阻0.0033、電流90A

3303A    DFN3*3、5*6封裝、電壓30V、內阻0.0031、電流90A

3203B    TO-252封裝、電壓30V、內阻0.0031、電流100A

3103A    DFN3*3、TO-220封裝、電壓30V、內阻0.0026、電壓110A

2803A    TO-220、263封裝、電壓30V、內阻0.003、電壓150A

2803B    TO-220、263封裝、電壓30V、內阻0.0028、電壓150A

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