场效应管广泛使用在模拟电路中与数字电路中，和我们的生活密不可分。场效应管的优势在于：首先驱动电路比较简单。场效应管需要的驱动电流比BJT则小得多，而且通常可以直接由CMOS或者集电极开路TTL驱动电路；某次场效应管的开关速度比较迅速，能够以较高的速度工作，因为没有电荷存储效应；另外场效应管没有二次击穿失效机理，它在温度越高时往往耐力越强，而且发生热击穿的可能性越低，还可以在较宽的温度范围内提供较好的性能。场效应已经得到了大量应用，在消费电子、工业产品、机电设备、智能手机以及其他便携式数码电子产品中随处可见。

近年来，随着汽车、通信、能源、消费、绿色工业等大量应用场效应管产品的行业在近几年来得到了快速的发展。功率场效应管更是备受关注，在未来的时间，场效应管仍会占据主导的位置。场效应管也仍将是众多刚入行的工程师会接触到的器件，下面微碧半导体将会从基础开始，探讨场效应管的一些基础知识，包括选型、关键常数的介绍、系统和散热的考虑等为大家做一些介绍。

一、场效应管的基础选型

场效应管有两大类型：N沟道和P沟道，第一步是决定采用N沟道还是P沟道MOS管。在典型的功率应用中，当一个MOS管接地，而负载连接到干线电压上时，该MOS管就构 成了低压侧开关。在低压侧开关中，应采用N沟道MOS管，这是出于对关闭或导通器件所需电压的考虑。当MOS管连接到总线及负载接地时，就要用高压侧开 关。通常会在这个拓扑中采用P沟道MOS管，这也是出于对电压驱动的考虑。

确定所需的额定电压，或者器件所能承受的最大电压。额定电压越大，器件 的成本就越高。根据实践经验，额定电压应当大于干线电压或总线电压。这样才能提供足够的保护，使MOS管不会失效。就选择MOS管而言，必须确定漏极至源 极间可能承受的最大电压，即最大VDS。知道MOS管能承受的最大电压会随温度而变化这点十分重要。我们须在整个工作温度范围内测试电压的变化范围。额定 电压必须有足够的余量覆盖这个变化范围，确保电路不会失效。需要考虑的其他安全因素包括由开关电子设备（如电机或变压器）诱发的电压瞬变。不同应用的额定 电压也有所不同；通常，便携式设备为20V、FPGA电源为20～30V、85～220VAC应用为450～600V。KIA半导体设计的MOS管耐压能力强，应用领域广，深受广大客户青睐。

二、确定MOS管的额定电流

该额定电流应是负载在所有情况下能够承受的最大电流。与电压的情况相似，确保所选的MOS管能承受这个额定电流，即使在系统产生 尖峰电流时。两个考虑的电流情况是连续模式和脉冲尖峰。在连续导通模式下，MOS管处于稳态，此时电流连续通过器件。脉冲尖峰是指有大量电涌（或尖峰电 流）流过器件。一旦确定了这些条件下的最大电流，只需直接选择能承受这个最大电流的器件便可。

选好额定电流后，还必须计算导通损耗。在实际情况下，MOS管并不是理想的器件，因为在导电过程中会有电能损耗，这称之为导通损耗。MOS管在“导通”时就像一个可变电阻，由器件的RDS（ON）所确 定，并随温度而显着变化。器件的功率耗损可由Iload2×RDS（ON）计算，由于导通电阻随温度变化，因此功率耗损也会随之按比例变化。对MOS管施 加的电压VGS越高，RDS（ON）就会越小；反之RDS（ON）就会越高。注意RDS（ON）电阻会随着电流轻微上升。关于RDS（ON）电阻的各种电 气参数变化可在制造商提供的技术资料表中查到。

三、选择MOS管的下一步是系统的散热要求

须考虑两种不同的情况，即最坏情况和真实情况。建议采用针对最坏情况的计算结果，因为这个结果提供更大的安全余量，能确保系统不会失效。在MOS管的资料表上还有一些需要注意的测量数据；器件的结温等于最大环境温度加上热阻与功率耗散的乘积（结温=最大环境温度+［热阻×功率耗散］）。根据这个式子可解出系统的最大功率耗散，即按定义相等于I2×RDS（ON）。我们已将要通过器件的最大电流，可以计算出不同温度下的RDS（ON）。另外，还要做好电路板 及其MOS管的散热。

雪崩击穿是指半导体器件上的反向电压超过最大值，并形成强电场使器件内电流增加。晶片尺寸的增加会提高抗雪崩能力，最终提高器件的稳健性。因此选择更大的封装件可以有效防止雪崩。

四、选择MOS管的最后一步是决定MOS管的开关性能

影响开关性能的参数有很多，但最重要的是栅极/漏极、栅极/ 源极及漏极/源极电容。这些电容会在器件中产生开关损耗，因为在每次开关时都要对它们充电。MOS管的开关速度因此被降低，器件效率也下降。为计算开关过 程中器件的总损耗，要计算开通过程中的损耗（Eon）和关闭过程中的损耗（Eoff）。MOSFET开关的总功率可用如下方程表达：Psw= （Eon+Eoff）×开关频率。而栅极电荷（Qgd）对开关性能的影响最大。