原标题：七步选好MOS管

选择MOS管时，可以按照以下七个步骤进行，以确保选出最适合的器件：

一、确定N、P沟道的选择

MOS管有两种结构形式，即N沟道型和P沟道型。结构不一样，使用的电压极性也会不一样。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。

• 当MOS管连接到总线且负载接地时，就要用高压侧开关，通常会在这个拓扑中采用P沟道MOS管。

二、确定电压

额定电压越大，器件的成本就越高。从成本角度考虑，需要确定所需的额定电压，即器件所能承受的最大电压。根据实践经验，额定电压应当大于干线电压或总线电压，一般会留出1.2~1.5倍的电压余量，以提供足够的保护，防止MOS管失效。同时，还需考虑以下因素：

• MOS管所能承受的最大电压会随温度变化而变化，因此设计人员必须在整个工作温度范围内测试电压的变化范围。

• 开关电子设备（如电机或变压器）可能诱发电压瞬变，这也是设计时需要考虑的安全因素。

• 不同应用的额定电压也有所不同。通常便携式设备选用20V的MOS管，FPGA电源为20~30V的MOS管，85~220VAC应用时MOS管VDS为450~600V。

三、确定电流

确定完电压后，接下来要确定的就是MOS管的电流。MOS管的额定电流应是负载在所有情况下都能够承受的最大电流。与电压的情况相似，MOS管的额定电流必须能满足系统产生尖峰电流时的需求。电流的确定需从两个方面着手：

• 连续模式：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：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，直接选择能承受这个最大电流的器件即可。

四、计算导通损耗

在实际情况下，MOS管在导电过程中会有电能损耗，即导通损耗。MOS管在“导通”时就像一个可变电阻，由器件的导通电阻RDS(ON)确定，并随温度显著变化。器件的功率损耗PTRON=Iload²×RDS(ON)（Iload为最大直流输出电流）。由于导通电阻会随温度变化，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。

五、确定热要求

在确定电流之后，就要计算系统的散热要求。设计人员必须考虑最坏情况和真实情况这两种不同的情况，并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，比如封装器件的半导体结与环境之间的热阻，以及最大的结温。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。由于设计人员已确定将要通过器件的最大电流，因此可以计算出不同温度下的RDS(ON)。

六、确定开关性能

影响MOS管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。因为在每次开关时都要对这些电容充电，会在器件中产生开关损耗，从而降低MOS管的开关速度并导致器件效率下降。其中，栅极电荷（Qgd）对开关性能的影响最大。为计算开关过程中器件的总损耗，设计人员必须计算开通过程中的损耗（Eon）和关闭过程中的损耗（Eoff），进而推导出MOS管开关总功率：Psw=(Eon+Eoff)×开关频率。

七、封装因素考量

不同的封装尺寸MOS管具有不同的热阻和耗散功率，需要考虑系统的散热条件和环境温度（如是否有风冷、散热器的形状和大小限制、环境是否封闭等因素）。基本原则就是在保证功率MOS管的温升和系统效率的前提下，选取参数和封装更通用的功率MOS管。常见的MOS管封装类型有：

• 插入式封装：TO-3P、TO-247、TO-220、TO-220F、TO-251、TO-92等。

• 表面贴装式：TO-263、TO-252、SOP-8、SOT-23、DFN等。

不同的封装形式，MOS管对应的极限电流、电压和散热效果都会不一样。例如：

• TO-3P/247是中高压、大电流MOS管常用的封装形式，产品具有耐压高、抗击穿能力强等特点，适于中压大电流（电流10A以上、耐压值在100V以下）或在120A以上、耐压值200V以上的场所中使用。

• TO-220/220F这两种封装样式的MOS管外观差不多，可以互换使用。不过TO-220背部有散热片，其散热效果比TO-220F要好些，但价格也相对更贵。

综上所述，选择MOS管需要从多个方面进行综合考虑。通过按照以上七个步骤进行选型，可以选出最适合的MOS管器件。