电子器件 MOS管的参数、选型与使用技巧

一、电路符号

MOS管分为 G（栅极）、S（源极）、D（漏极） 三极，在图中 S 极有两条线，D 极只有一条线。 

1.1 NMOS 和 PMOS

下图中，左侧是 PMOS，右侧是 NMOS。箭头向外是P，朝内是N。

比较巧妙的记忆办法是放 P 朝外所以是 PMOS。内的拼音是 nei，所以 NMOS 代表内。

1.2  寄生二极管方向

判断规则是，NMOS中 S 指向 D。PMOS 中 D 指向 S。

二、NMOS 的参数

2.1 VDSS 最大漏-源电压

       在栅源短接，漏-源额定电压（VDSS）是指漏-源未发生雪崩击穿前所能施加的最大电压。根据温度的不同，实际雪崩击穿电压可能低于额定 VDSS。

2.2 VGS 最大栅源电压

VGS额定电压是栅源两极间可以施加的最大电压。设定该额定电压的主要目的是防止电压过高导致的栅氧化层损伤。

2.3 ID 连续漏电流

ID 定义为芯片在最大额定结温 TJ（max）下，管表面温度在 25℃ 或者更高温度下，可允许的最大连续直流电流。

2.4 VGS（th）

是指加的栅源电压能使漏极开始有电流，或关断MOSFET时电流消失时的电压，测试的条件（漏极电流，漏源电压，结温）也是有规格的。正常情况下，所有的 MOS 栅极器件的阈值电压都会有所不同。因此，VGS（th）的变化范围是规定好的。VGS（th）是负温度系数，当温度上升时，MOSFET 将会在比较低的棚源电压下开启。

2.5 RDS（on）导通电阻

RDS（on）是指在特定的漏电流（通常为ID电流的一半）、栅源电压和 25℃ 的情况下测得的漏-源电阻。可以理解为 MOS 管自身的电阻。

2.6 Ciss 输入电容

       将漏源短接，用交流信号测得的栅极和源极之间的电容就是输入电容。Ciss是由栅漏电容Cgd和栅源电容Cgs并联而成，或者 Ciss=Cgs +Cgd，当输入电容充电致阈值电压时器件才能开启，放电致一定值时器件才可以关断。因此驱动电路和Ciss对器件的开启和关断延时有着直接的影响。

Qgs、Qgd 和 Qg

       棚电荷栅电荷值反应存储在端子间电容上的电荷，既然开关的瞬间，电容上的电荷随电压的变化而变化，所以设计栅驱动电路时经常要考虑栅电荷的影响。
       栅极电荷 Qg 是产生开关损耗的主要原因。栅极电荷是 MOS 管门极充放电所需的能量，相同电流、电压规格的 MOSFET，具有比较大的栅极电荷意味着在 MOS 开关过程中会损耗更多的能量。所以，为了尽可能降低 MOS 管的开关损耗，工程师在电源设计过程中需要选择同等规格下 Qg 更低的 MOS 管作为主功率开关管。

三、开关电源效率问题

影响开关电源电源效率的两个损耗因素是：导通损耗和开关损耗。导通损耗具体来讲是由 MOS 管的导通阻抗 Rds 产生的，Rds 与栅极驱动电压 Vgs 和流经 MOS 管的电流有关。如果想要设计出效率更高体积更小的电源，必须充分降低导通阻抗。

开关损耗，栅极电荷 Qg 是产生开关损耗的主要原因。栅极电荷是 MOS 管门极充放电所需的能量，相同电流、电压规格的MOSFET具有比较大的栅极电荷意味着在 MOS 开关过程中会损耗更多的能量。所以，为了尽可能降低MOS管的开关损耗，工程师在电源设计过程中需要选择同等规格下 Qg 更低的 MOS 管作为主功率开关管。

四、使用方式

4.1 导通方向

 NMOS 下 G 极高电平导通，低电平断开；PMOS 反之，G 极低电平导通，高电平断开。 

导通方向与寄生二极管方向相反。

如果我们顺着寄生二极管方向使用 mos 管，将是一直导通的。

 如下图 LED 灯会常亮不受控制。

 

4.2 导通问题

4.2.1 NMOS导通情况

示例1：

示例2：

4.2.2 PMOS 导通情况

实例3：

开关作用：

4.3 防反接

使用如 1N407 或者 1N5819 之类的二极管防反接有压降，但是如果使用 PMOS 管做防反接就没问题了。