功率MOS管选型

漏源电压额定值$V_{DS}$
测试条件:栅源之间短路。

栅源电压额定值$V_{GS}$
测试条件:漏源之间短路。
假设MOS管额定$V_{GS}$=±20V，则栅源电压大于20V或小于-20V时都会击穿那层很薄的二氧化硅绝缘层。静电荷的累积和由寄生感抗导致的过压(开关速度过快)都会击穿这层二氧化硅。因此可能需要加输入保护电路。

连续漏极电流$I_D$
与栅源电压、壳温有关

上图为MOS管HY1904C2。

上图为MOS管HY1904C2。

额定功耗$P_D$
$$P_D=\frac{T_{Jmax}-25}{R_{\theta JC}}$$
$T_{Jmax}$：结温最大值；25：壳温$T_C=25℃$。
与壳温有关

上图为MOS管HY1904C2。

额定结温$T_J$
一般是150℃或175℃。

结-空气的热阻$R_{\theta JA}$

结-壳的热阻$R_{\theta JC}$

漏源导通电阻$R_{DS(ON)}$
与栅源电压、漏极电流、结温有关。但一般只看栅源电压和漏极电流。


上图为MOS管HY1904C2。

上图为MOS管WSD30150。

栅极阈值电压$V_{GS(th)}$
测试条件:$V_{GS}=V_{DS}$，$I_D=250uA$。

壳温$T_C$
$T_C=25℃$:MOS管壳体的温度保持在25℃，可以通过让MOS管紧贴在一块巨大无比的散热片上来实现。
和PCB开窗、散热片、结-空气的热阻、漏源导通电阻、漏极电流、工作结温额定值有关。

输入电容$C_{iss}$
$C_{iss}=C_{gs}+C_{gd}$。

导通上升时间$T_r$
$T_r$=漏极电流上升沿的10%~漏极电流上升沿的90%。

关断下降时间$T_f$

导通延迟时间
导通延迟时间=栅源电压上升沿的10%-漏源电压下降沿的90%或栅源电压下降沿的90%-漏极电流上升沿的10%。

关断延迟时间

MOS管栅极电荷随栅源电压的变化曲线

栅极电荷$Q_g$
$Q_g$是影响开关速度的参数，$Q_g=C_{iss}\ast V_{GS(th)}$。

栅源电荷$Q_{gs}$

栅漏电荷$Q_{gd}$

MOS管损耗
MOS管开通曲线

1、MOS管导通损耗
和MOS管参数$R_{DS(ON)}$有关。

2、MOS管开关损耗
包括开通损耗和关断损耗，和MOS管参数$t_r$、$t_f$有关。
$$P_{sw}=0.5\ast V_{in}\ast I_o\ast (t_r+t_f)\ast f_{sw}$$
系数0.5是因为将MOS管导通曲线看成是近似线性，折算成面积功率，系数就是0.5。

3、MOS管驱动损耗
在开通和关断的时候，由驱动器件对MOS管GS进行充电或MOS管GS放电造成的损耗叫做开通损耗。和MOS管参数$Q_g$有关。
$$P_g=V_g\ast Q_g\ast f_{sw}$$

选择一个最大能过20A电流、控制电压为5V的MOS管的步骤
1、看$I_D$=20A，$V_{GS}$=4.5V时对应的$R_{DS(ON)}$，越小越好。
2、看结-空气的热阻$R_{\theta JA}$，越小越好。
3、看工作结温额定值$T_J$，越大越好。
4、如果MOS管采用PID(PWM波的形式)控制，还需选择导通上升时间$T_r$、关断下降时间$T_f$小的MOS管。

参考：一文弄懂MOS管的导通过程和损耗分析 电子小白菜