開關(guān)器件的主要訴求：快、省、穩(wěn)，MOS管剛好全滿足

無論是開關(guān)電源還是電機驅(qū)動，對開關(guān)器件的要求都繞不開三個關(guān)鍵詞：開關(guān)速度要快（否則高頻轉(zhuǎn)換效率上不去）、導(dǎo)通損耗要低（電流通過時的發(fā)熱會降低效率）、控制要靈活（能準(zhǔn)確響應(yīng)電路中的電信號）。而MOS管的特性，恰好完美匹配了這些需求。

傳統(tǒng)雙極型晶體管（BJT）的開關(guān)過程依賴載流子的擴散與復(fù)合，就像讓一群人擠過狹窄的門，速度受限于載流子的移動速度；而MOS管的開關(guān)靠的是柵極電壓對溝道的控制一一當(dāng)柵極施加正電壓時，半導(dǎo)體表面會快速形成導(dǎo)電溝道（電子從源極涌向漏極）；撤去電壓時，溝道中的電子會被迅速"抽走"（或被氧化層中的電場排斥）。這種基于電場的控制方式，讓MOS管的開關(guān)時間可以縮短到納秒級（10秒），比BJT快幾個數(shù)量級。在開關(guān)電源中，高頻變壓器的效率與開關(guān)頻率直接相關(guān)，MOS管的快速開關(guān)能力，讓電源能在MHz級頻率下工作（比如常見的100kHz-1MHz），大幅縮小變壓器體積，這正是手機快充電源、筆記本適配器能做得輕薄的關(guān)鍵。

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MOS管的“身體構(gòu)造”

以最常見的N溝道增強型MOS管為例，它的結(jié)構(gòu)就像個三明治：

1. 底層：一塊P型硅襯底，相當(dāng)于地基；

2. 中間夾心：兩個高濃度N+區(qū)，分別作為源極和漏極，就像溪流的兩端；

3. 頂層魔法：金屬鋁柵極+二氧化硅絕緣層，構(gòu)成“電場遙控器”。

當(dāng)柵極沒電時，源漏極之間像隔著兩座背對背的山（PN結(jié)），電流根本無法通過。但一旦柵極電壓超過某個閾值（比如2V），神奇的事情發(fā)生了一一P型襯底里的自由電子會被吸引到絕緣層下方，形成一條N型“電子隧道”，電流瞬間暢通無阻！這就像用磁鐵吸起散落的鐵屑鋪成橋，電壓越大，“橋”越寬，電流跑得越歡。 廣東500V至900V SJ超結(jié)MOSFETMOSFET供應(yīng)商技術(shù)商甲半導(dǎo)體 MOSFET 送樣，再嚴(yán)苛的環(huán)境也能扛住～ 專業(yè)供應(yīng)，實力在線。

開關(guān)電源中的MOS管需求

我們考慮 開關(guān)電源應(yīng)用中的MOS管需求。在這種應(yīng)用中，MOS管需要定期導(dǎo)通和關(guān)斷，以執(zhí)行開關(guān)功能。開關(guān)電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)多種多樣，但基本降壓轉(zhuǎn)換器是一個典型的例子。它依賴兩個交替工作的MOS管來在電感中存儲和釋放能量，從而為負(fù)載提供穩(wěn)定的電源。 開關(guān)電源應(yīng)用中，MOS管需頻繁導(dǎo)通和關(guān)斷，關(guān)鍵參數(shù)包括柵極電荷與導(dǎo)通阻抗等，需根據(jù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇比較好。

柵極電荷與開關(guān)損耗

傳統(tǒng)上，電源設(shè)計人員可能采用綜合品質(zhì)因數(shù)（柵極電荷QG與導(dǎo)通阻抗RDS(ON)的乘積）來評估MOS管。但值得注意的是，還有許多其他參數(shù)同樣重要。柵極電荷是產(chǎn)生 開關(guān)損耗的關(guān)鍵因素。它表示MOS管柵極充電和放電所需的能量，以納庫侖（nc）為單位。值得注意的是，柵極電荷與導(dǎo)通阻抗RDS(ON)在半導(dǎo)體設(shè)計和制造中是相互關(guān)聯(lián)的。通常，較低的柵極電荷值會伴隨著稍高的導(dǎo)通阻抗參數(shù)。

MOSFET的主要參數(shù)

1、ID：比較大漏源電流它是指場效應(yīng)管正常工作時，漏源間所允許通過的最大電流，場效應(yīng)管的工作電流不應(yīng)超過ID。

2、IDM：比較大脈沖漏源電流此參數(shù)會隨結(jié)溫度的上升而有所減額。

3、VGS：比較大柵源電壓VGS額定電壓是柵源兩極間可以施加的最大電壓，主要目的是防止電壓過高導(dǎo)致的柵氧化層損傷。

4、V(BR)DSS：漏源擊穿電壓它是指柵源電壓VGS為0時，場效應(yīng)管正常工作所能承受的比較大漏源電壓。這是一項極限參數(shù)，加在場效應(yīng)管上的工作電壓必須小于V(BR)DSS。它具有正溫度特性。

5、RDS(on)在特定的VGS（一般為10V）、結(jié)溫及漏極電流的條件下，MOSFET導(dǎo)通時漏源間的比較大阻抗。它是一個非常重要的參數(shù)，決定了MOSFET導(dǎo)通時的消耗功率。

6、VGS(th)：開啟電壓（閥值電壓）當(dāng)外加?xùn)艠O控制電壓VGS超過VGS(th)時，漏區(qū)和源區(qū)的表面反型層形成了連接的溝道。此參數(shù)一般會隨結(jié)溫度的上升而有所降低。

7、PD：最大耗散功率它是指場效應(yīng)管性能不變壞時所允許的比較大漏源耗散功率。

8、Tj：比較大工作結(jié)溫通常為150℃或175℃，器件設(shè)計的工作條件下須確應(yīng)避免超過這個溫度，并留有一定裕量。 商甲半導(dǎo)體 MOSFET，高阻抗低功耗，開關(guān)迅速，為電路運行賦能。

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MOS管的檢測主要是判斷MOS管漏電、短路、斷路、放大。

其步驟如下：假如有阻值沒被測MOS管有漏電現(xiàn)象。

1、把連接?xùn)艠O和源極的電阻移開，萬用表紅黑筆不變，假如移開電阻后表針慢慢逐步退回到高阻或無限大，則MOS管漏電，不變則完好。

2、然后一根導(dǎo)線把MOS管的柵極和源極連接起來，假如指針立刻返回?zé)o限大，則MOS完好。

3、把紅筆接到MOS的源極S上，黑筆接到MOS管的漏極上，好的表針指示應(yīng)該是無限大。

4、用一只100KΩ－200KΩ的電阻連在柵極和漏極上，然后把紅筆接到MOS的源極S上，黑筆接到MOS管的漏極上，這時表針指示的值一般是0，這時是下電荷通過這個電阻對MOS管的柵極充電，產(chǎn)生柵極電場，因為電場產(chǎn)生導(dǎo)致導(dǎo)電溝道致使漏極和源極導(dǎo)通，故萬用表指針偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)的角度大，放電性越好。

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