MOSFET管的几个关键参数及选型方法

MOSFET管的几个关键参数及选型方法

前不久，能源之星发布了2.0版外部电源能效规范。新规范大幅提高了工作频率要求，同时进一步降低待机功耗要求。例如，为了满足新规范，2.5W（5V，0.5A）外部电源的最低效率必须达到72.3%，新规范要求空载功耗应低于300mW，这些都比目前使用的规范有了大幅提高。不仅是外部电源，很多手持式产品及家电产品，同样面临着低功耗的考验。以手机为例，随着智能手机的功能越来越多，低功耗设计已经成为一个越来越迫切的问题。面对这种降低功耗、提高能效的趋势要求，设计工程师必须从源头开始，为自己的设计尽可能地选择节能、高效的器件。而高能效的功率半导体可以帮助工程师缩短相关产品的开发时程，并能轻易达到系统的规格需求。MOSFET作为功率半导体的一种，在很多系统中都有应用，如：便携设备、消费类电源适配器、计算机主板、LCD显示器、网络通信、工业控制、汽车电子以及照明等领域。尤其是在DC/DC转换器中，功率MOSFET的选择将对电源的效率有关键的影响。下面，将介绍几款应用在不同领域的MOSFET，它们无论在导通电阻还是开关速度上，都具有出色的表现。

MOSFET的几个关键参数

MOSFET是英文Metal Oxide Semicoductor Field Effect Transistor的缩写，译成中文是“金属氧化物半导体场效应管”。它是由金属、氧化物(SiO2或SiN)及半导体三种材料制成的器件。按沟道半导体材料的不同，MOSFET分为N沟道和P沟道两种。所谓功率MOSFET(Power MOSFET)是指它能输出较大的工作电流(几安到几十安)，用于功率输出级的器件。

MOSFET的参数中，主要考虑的有三大参数：最大耐压、最大电流能力及导通电阻。导通电阻（RDSON）是一个关键的参数，导通电阻越小，则传导损耗越小。但是，只考虑导通电阻还不够，因为，功率MOSFET主要的损耗来源有三个：

(1)导通电阻造成导通损耗；

(2)闸极电荷造成驱动电路上的损耗及切换损耗；

(3)输出电容在截止/导通的过程中造成功率MOSFET的储能/耗能。

因此，选择一款节能、高效的MOSFET，需要考虑多种原因及应用领域。

在业界，MOSFET有一个普适的性能测量基准，即品质因数(FOM)，品质因数可以用导通电阻（RDS(ON)）和栅极电荷(Qg)的乘积来表示，即FOM = RDS(ON)×Qg。RDS(ON)直接关系到传导损耗，Qg直接关系到开关损耗，因此，FOM值越低，器件性能就越好。