你不知道的MOSFET
1場效應(yīng)管分類
1.場效應(yīng)管分為結(jié)型場效應(yīng)管（JFET）和金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)管（MOSFET）；
2.結(jié)型場效應(yīng)管（JFET）分為N溝道和P溝道兩種，實際應(yīng)用中比較少；
3.MOSFET有增強(qiáng)型和耗盡型兩大類，增強(qiáng)型和耗盡型每一類都可分為NMOS和PMOS；一般主板上使用最多的是增強(qiáng)型MOS管，NMOS最多，一般多用在信號控制上，其次是PMOS，多用在電源開關(guān)等方面，耗盡型幾乎不用。
2場效應(yīng)管結(jié)構(gòu)
MOS管有三個極，柵極Gate，漏極Drain，源極Source，通常情況下，MOS管的襯底是和S極在管子內(nèi)部連接在一起的，D極和S極之間一般會有一個寄生二極管；不論是N溝道還是P溝道，寄生二極管方向總是和箭頭的方向一致；N/P溝道場效應(yīng)管示意圖如下：
某些應(yīng)用場合，也會選擇走體二極管，以增大DS之間的壓降（體二極管的壓降是比MOS的導(dǎo)通壓降大很多的），同時也要關(guān)注體二極管的過電流能力。
當(dāng)滿足MOS管的導(dǎo)通條件時，MOS管的D極和S極會導(dǎo)通，這個時候體二極管是截止?fàn)顟B(tài)，因為MOS管的導(dǎo)通內(nèi)阻極小，一般mΩ級別，流過1A級別的電流，也才mV級別，所以D極和S極之間的導(dǎo)通壓降很小，不足以使寄生二極管導(dǎo)通，這點(diǎn)需要特別注意。
場效應(yīng)管屬于壓控型器件，對于增強(qiáng)型的MOS管，當(dāng)VGS大于一定值時管子就會導(dǎo)通，這里所說的“一定值”是指開啟電壓VGS(th)。
4與三極管的區(qū)別
- 開關(guān)速度的不同。三極管工作時，兩個PN結(jié)都會感應(yīng)出電荷，當(dāng)開關(guān)管處于導(dǎo)通狀態(tài)時，三極管處于飽和狀態(tài)，假設(shè)這時三極管截止，PN結(jié)感應(yīng)的電荷要恢復(fù)到平衡狀態(tài)，這個過程需要時間。而MOS由于工作方式不同，不需要恢復(fù)時間，因此可以用作高速開關(guān)管。
- 控制方式不同。MOS管是電壓控制元件，而三級管是電流控制元件。在只允許從信號源取較少電流的情況下，應(yīng)選用MOS管；而在信號電壓較低，又允許從信號源取較多電流的條件下，應(yīng)選用三極管。
- 導(dǎo)電載流子種類數(shù)量不同。電力電子技術(shù)中提及的單極器件是指只靠一種載流子導(dǎo)電的器件，雙極器件是指靠兩種載流子導(dǎo)電的器件。MOS管只有多數(shù)載流子參與導(dǎo)電，所以也稱為單極型器件；而三極管多數(shù)載流子和少數(shù)載流子均參與導(dǎo)電，所以稱為雙極型器件。
- 集成能力不同。MOS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MOS管集成在一塊硅片上，因此MOS管在大范圍集成電路中得到了普遍的應(yīng)用。
- 輸入阻抗和噪聲能力不同。MOS管具有較高輸入阻抗和低噪聲等優(yōu)點(diǎn)，被普遍應(yīng)用于各種電子設(shè)備中。6.MOS管成本要高于三極管，根據(jù)兩種元件的特性，MOS管常用于高頻高速電路、大電流場所，以及對基極或漏極控制電流比較敏感的中央?yún)^(qū)域；而三極管則用于低成本場所。
5串接電阻作用
一、G和S極串聯(lián)電阻的作用
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MOS管的輸入阻抗很高，容易受到外界信號的干擾，只要少量的電荷，就能使G-S極間等效電容兩端產(chǎn)生很高的電壓，如果不及時把電荷釋放掉，兩端的高壓容易使MOS管產(chǎn)生誤動作，甚至有可能擊穿G-S極，G、S極間串接電阻，可以防止靜電損壞MOS。
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提供固定偏置，在前極開路時，可以保證MOS有效關(guān)斷。
二、G極串聯(lián)電阻的作用
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減緩Rds從無窮大到Rds(on)的變化速度。
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防止震蕩，一般單片機(jī)的I/O輸出口都會帶點(diǎn)雜散電感，在電壓突變的情況下，可能與柵極電容形成LC震蕩，串聯(lián)電阻可以增大阻尼減小震蕩效果。
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減小柵極充電峰值電流。
6選型要點(diǎn)
1.電壓值
D-S間最大耐壓VDS和G-S間最大耐壓VGS，實際使用時不能超過這兩項值，避免損壞MOS管。
開啟電壓VGS(th),一般MOS管都是用單片機(jī)進(jìn)行控制，根據(jù)單片機(jī)的電平來選擇合適導(dǎo)通閾值的MOS管，并且盡量留有一定的余量，以確保MOS可以正常開關(guān)。
2.電流值
代表了MOS管的能流過多大電流，反應(yīng)帶負(fù)載的能力，超過這個值，MOS管也會損壞。
3.功率損耗
功率損耗包括熱阻、溫度。熱阻指的是當(dāng)有熱量在物體上傳輸時，在物體兩端溫度差與熱源的功率之間的比值，單位是℃/W，熱阻的公式為RθJA= (Tj-Ta)/PD。
4.導(dǎo)通阻抗
導(dǎo)通阻抗越小，MOS管的損耗越小，一般MOS管的導(dǎo)通阻抗都是在mΩ級別。
5.開關(guān)時間
在高速電路中，盡可能選擇輸入、輸出電容Ciss&Coss小、開關(guān)時間Ton&Toff短的MOS管，以保證數(shù)據(jù)通信正常。
6.封裝
根據(jù)PCB板的尺寸，選擇合適的MOS管尺寸，在板載面積有限的情況下，盡可能選擇小封裝；中低壓小功率的可選擇我司的SOT-23、SOT-23-3/6、SOT-89封裝，大功率的可選擇我司的DFN/QFN系列封裝。