功耗低MOS管 AO3407

MOS管驱动
跟双极性晶体管相比，一般认为使MOS管导通不需要电流，只要GS电压**一定的值，就可以了。这个很容易做到，但是，我们还需要速度。
在MOS管的结构中可以看到，在GS，GD之间存在寄生电容，而MOS管的驱动，实际上就是对电容的充放电。对电容的充电需要一个电流，因为对电容充电瞬间可以把电容看成短路，所以瞬间电流会比较大。选择/设计MOS管驱动时要注意的是可提供瞬间短路电流的大小。
*意的是，普遍用于驱动的NMOS，导通时需要是栅较电压大于源较电压。而驱动的MOS管导通时源较电压与漏较电压（VCC）相同，所以这时栅较电压要比VCC大4V或10V。如果在同一个系统里，要得到比VCC大的电压，就要的升压电路了。很多马达驱动器都集成了电荷泵，要注意的是应该选择合适的外接电容，以得到足够的短路电流去驱动MOS管。
上边说的4V或10V是常用的MOS管的导通电压，设计时当然需要有一定的余量。而且电压越高，导通速度越快，导通电阻也越小。现在也有导通电压更小的MOS管用在不同的领域里，但在12V汽车电子系统里，一般4V导通就够用了。

MOS管的内部结构如下图所示;其导通时只有一种极性的载流子(多子)参与导电，是单较型晶体管。导电机理与小功率MOS管相同，但结构上有较大区别，小功率MOS管是横向导电器件，功率MOSFET大都采用垂直导电结构，又称为VMOSFET，大大提高了MOSFET器件的耐压和耐电流能力。

MOS管导通特性
导通的意思是作为开关，相当于开关闭合。NMOS的特性，Vgs大于一定的值就会导通，适合用于源较接地时的情况（低端驱动），只要栅较电压达到4V或10V就可以了。PMOS的特性，Vgs小于一定的值就会导通，适合用于源较接VCC时的情况（驱动）。但是，虽然PMOS可以很方便地用作驱动，但由于导通电阻大，价格贵，替换种类少等原因，在驱动中，通常还是使用NMOS。

选择到一款正确的MOS管，可以地控制生产制造成本，为重要的是，为产品匹配了一款恰当的元器件，这在产品未来的使用过程中，将会充分发挥其“螺丝钉”的作用，确保设备得到、稳定、持久的应用效果。那么面对市面上琳琅满目的MOS管，该如何选择呢？下面，我们就分7个步骤来阐述MOS管的选型要求。
MOS管是电子制造的基本元件，但面对不同封装、不同特性、不同的MOS管时，该如何抉择？有没有省心、省力的遴选方法？
先是确定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，使用的电压性也会不一样，因此，在确定选择哪种产品前，先需要确定采用N沟道还是P沟道MOS管。
MOS管选型技巧
MOS管的两种结构：N沟道型和P沟道型
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，这是出于对关闭或导通器件所需电压的考虑。
当MOS管连接到总线及负载接地时，就要用高压侧开关。通常会在这个拓扑中采用P沟道MOS管，这也是出于对电压驱动的考虑。
要选择适合应用的器件，必须确定驱动器件所需的电压，以及在设计中简易执行的方法。
第二步是确定电压
额定电压越大，器件的成本就越高。从成本角度考虑，还需要确定所需的额定电压，即器件所能承受的大电压。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.的电压余量，这样才能提供足够的保护，使MOS管失效。
就选择MOS管而言，必须确定漏至源间可能承受的大电压，即大VDS。由于MOS管所能承受的大电压会随温度变化而变化，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。额定电压必须有足够的余量覆盖这个变化范围，确保电路失效。
此外，设计还需要考虑其他安全因素：如由开关电子设备(常见有电机或变压器)诱发的电压瞬变。另外，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，85～220V AC应用时MOS管VDS为450～600V。
第三步为确定电流
确定完电压后，接下来要确定的就是MOS管的电流。需根据电路结构来决定，MOS管的额定电流应是负载在所有情况下都能够承受的大电流；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：连续模式和脉冲尖峰。在连续导通模式下，MOS管处于稳态，此时电流连续通过器件。脉冲尖峰是指有大量电涌(或尖峰电流)流过器件。一旦确定了这些条件下的大电流，只需直接选择能承受这个大电流的器件便可。
选好额定电流后，还必须计算导通损耗。在实际情况下，MOS管并不是理想的器件，因为在导电过程中会有电能损耗，也就是导通损耗。MOS管在“导通”时就像一个可变电阻，由器件的导通电阻RDS(ON)所确定，并随温度而显著变化。器件的功率损耗PTRON=Iload2×RDS(ON)计算（Iload：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。
对系统设计人员来说，这就需要折中权衡。对便携式设计来说，采用较低的电压即可(较为普遍)；而对于工业设计来说，可采用较高的电压。需要注意的是，RDS(ON)电阻会随着电流轻微上升。
技术对器件的特性有着重大影响，因为有些技术在提高大VDS（漏源额定电压）时往往会使RDS(ON)。对于这样的技术，如果打算降低VDS和RDS(ON)，那么就得增加晶片尺寸，从而增加与之配套的封装尺寸及相关的开发成本。业界现有好几种试图控制晶片尺寸增加的技术，其中主要的是沟道和电荷平衡技术。
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