1，MOS管种类和结构
MOSFET管是FET的一种（另一种是JFET），可以被制造成增强型或耗尽型，P沟道或N沟道共4种类型，但实际应用的只有增强型的N沟道MOS管型号和增强型的P沟道MOS管型号，所以通常提到NMOS，或者PMOS指的就是这两种。至于为什么不使用耗尽型的MOS管，不建议刨根问底。对于这两种增强型MOS管，比较常用的是NMOS。原因是导通电阻小，且容易制造。所以开关电源和马达驱动的应用中，一般都用NMOS。下面的介绍中，也多以NMOS为主。 MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在，这不是我们需要的，而是由于制造工艺限制产生的。寄生电容的存在使得在设计或选择驱动电路的时候要麻烦一些，但没有办法避免，后边再详细介绍。在MOS管原理图上可以看到，漏和源之间有一个寄生二管。这个叫体二管，在驱动感性负载，这个二管很重要。顺便说一句，体二管只在单个的MOS管中存在，在集成电路芯片内部通常是没有的。
2，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，适合用于源接地时的情况（低端驱动），只要栅电压达到4V或10V就可以了。PMOS的特性，Vgs小于一定的值就会导通，适合用于源接VCC时的情况（高端驱动）。但是，虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动，但由于导通电阻大，价格贵，替换种类少等原因，在高端驱动中，通常还是使用NMOS。
3，MOS开关管损失
不管是NMOS还是PMOS，导通后都有导通电阻存在，这样电流就会在这个电阻上消耗能量，这部分消耗的能量叫做导通损耗。选择导通电阻小的MOS管会减小导通损耗。现在的小功率MOS管导通电阻一般在几十毫欧左右，几毫欧的也有。MOS在导通和截止的时候，一定不是在瞬间完成的。MOS两端的电压有一个下降的过程，流过的电流有一个上升的过程，在这段时间内，MOS管的损失是电压和电流的乘积，叫做开关损失。通常开关损失比导通损失大得多，而且开关频率越快，损失也越大。导通瞬间电压和电流的乘积很大，造成的损失也就很大。缩短开关时间，可以减小每次导通时的损失；降低开关频率，可以减小单位时间内的开关次数。这两种办法都可以减小开关损失。
MOSFET管是FET的一种（另一种是JFET），可以被制构成增强型或耗尽型，P沟道或N沟道共4种类型，但理论应用的只需增强型的N沟道MOS管和增强型的P沟道MOS管，所以通常提到NMOS，或者PMOS指的就是这两种。场效应管分为结型场效应管（JFET）和绝缘栅场效应管（MOS管）两大类。
MOS管分类及区别
结型场效应管（JFET）
结型场效应管的分类：结型场效应管有两种结构形式，它们是N沟道结型场效应管和P沟道结型场效应管。
结型场效应管也具有三个电，它们是：栅；漏；源。电路符号中栅的箭头方向可理解为两个PN结的正向导电方向。2、结型场效应管的工作原理(以N沟道结型场效应管为例)，N沟道结构型场效应管的结构及符号，由于PN结中的载流子已经耗尽，故PN基本上是不导电的，形成了所谓耗尽区，当漏电源电压ED一定时，如果栅电压越负，PN结交界面所形成的耗尽区就越厚，则漏、源之间导电的沟道越窄，漏电流ID就愈小；反之，如果栅电压没有那么负，则沟道变宽，ID变大，所以用栅电压EG可以控制漏电流ID的变化，就是说，场效应管是电压控制元件。
绝缘栅场效应管
1、绝缘栅场效应管（MOS管）的分类：绝缘栅场效应管也有两种结构形式，它们是N沟道型和P沟道型。无论是什么沟道，它们又分为增强型和耗尽型两种。
2、它是由金属、氧化物和半导体所组成，所以又称为金属—氧化物—半导体场效应管，简称MOS场效应管。
3、绝缘栅型场效应管的工作原理(以N沟道增强型MOS场效应管)它是利用UGS来控制“感应电荷”的多少，以改变由这些“感应电荷”形成的导电沟道的状况，然后达到控制漏电流的目的。在制造管子时，通过工艺使绝缘层中出现大量正离子，故在交界面的另一侧能感应出较多的负电荷，这些负电荷把高渗杂质的N区接通，形成了导电沟道，即使在VGS=0时也有较大的漏电流ID。当栅电压改变时，沟道内被感应的电荷量也改变，导电沟道的宽窄也随之而变，因而漏电流ID随着栅电压的变化而变化。场效应管的工作方式有两种：当栅压为零时有较大漏电流的称为耗散型；当栅压为零，漏电流也为零，必须再加一定的栅压之后才有漏电流的称为增强型。
选择到一款正确的MOS管，可以很好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？
首先是确定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，首先需要确定采用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。
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1.2~1.5倍的电压余量，这样才能提供足够的保护，使MOS管不会失效。
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，确保电路不会失效。
此外，设计工程师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。
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)增大。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。
四步是确定热要求
在确定电流之后，就要计算系统的散热要求。设计人员必须考虑两种不同的情况：坏情况和真实情况。建议采用针对坏情况的计算结果，因为这个结果提供大的安全余量，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，以及大的结温。
器件的结温等于大环境温度加上热阻与功率耗散的乘积，即结温=大环境温度+（热阻×功率耗散）。根据这个方程可解出系统的大功率耗散=I2×RDS(ON)。
由于设计人员已确定将要通过器件的大电流，因此可以计算出不同温度下的RDS(ON)。值得注意的是，在处理简单热模型时，设计人员还必须考虑半导体结/器件外壳及外壳/环境的热容量；即要求印刷电路板和封装不会立即升温。
雪崩击穿（指半导体器件上的反向电压过大值，并形成强电场使器件内电流增加）形成的电流将耗散功率，使器件温度升高，而且有可能损坏器件。半导体公司都会对器件进行雪崩测试，计算其雪崩电压，或对器件的稳健性进行测试。
计算额定雪崩电压有两种方法；一是统计法，另一是热计算。而热计算因为较为实用而得到广泛采用。除计算外，技术对雪崩效应也有很大影响。例如，晶片尺寸的增加会提高抗雪崩能力，终提高器件的稳健性。对终用户而言，这意味着要在系统中采用大的封装件。
五步是确定开关性能
选择MOS管的后一步是确定其开关性能。影响开关性能的参数有很多，但重要的是栅/漏、栅/源及漏/源电容。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；MOS管的开关速度也因此被降低，器件效率随之下降；其中，栅电荷(Qgd)对开关性能的影响大。
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。
MOS管选型技巧
增强型NMOS管构成的开关电路
六步为封装因素考量
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，选取参数和封装通用的功率MOS管。
常见的MOS管封装有：
①插入式封装：TO-3P、TO-247、TO-220、TO-220F、TO-251、TO-92；
②表面贴装式：TO-263、TO-252、SOP-8、SOT-23、DFN5*6、DFN3*3；
MOS管选型技巧
TO封装MOS管
不同的封装形式，MOS管对应的限电流、电压和散热效果都会不一样，简单介绍如下。
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）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，价格相对也要贵些。这两个封装产品适于中压大电流120A以下、高压大电流20A以下的场合应用。
TO-251：该封装产品主要是为了降低成本和缩小产品体积，主要应用于中压大电流60A以下、高压7N以下环境中。
TO-92：该封装只有低压MOS管（电流10A以下、耐压值60V以下）和高压1N60/65在采用，主要是为了降低成本。
TO-263：是TO-220的一个变种，主要是为了提高生产效率和散热而设计，支持高的电流和电压，在150A以下、30V以上的中压大电流MOS管中较为多见。
TO-252：是目前主流封装之一，适用于高压在7N以下、中压在70A以下环境中。
SOP-8：该封装同样是为降低成本而设计，一般在50A以下的中压、60V左右的低压MOS管中较为多见。
SOT-23：适于几A电流、60V及以下电压环境中采用，其又分有大体积和小体积两种，主要区别在于电流值不同。
七步要选择好
MOS管的生产企业很多，大致说来，主要有欧美系、日系、韩系、台系、国产几大系列。
欧美系代表企业：IR、ST、仙童、安森美、TI、PI、英飞凌等；
日系代表企业：东芝、瑞萨、新电元等；
韩系代表企业：KEC、AUK、美格纳、森名浩、威士顿、信安、KIA等；
台系代表企业：APEC、CET；
国产代表企业：吉林华微、士兰微、华润华晶、东光微、深爱半导体等。
在这些中，以欧美系企业的产品种类全、技术及性能优，从性能效果考虑，是为MOS管的；以瑞萨、东芝为代表的日系企业也是MOS管的高端，同样具有很强的竞争优势；这些也是市面上被仿冒多的。另外，由于价值、技术优势等原因，欧美系和日系企业的产品价格也往往较高。
韩国和中国台湾的MOS管企业也是行业的重要产品供应商，不过在技术上，要稍弱于欧美及日系企业，但在价格方面，较欧美及日系企业具优势；性价比相对高很多。
而在中国大陆，同样活跃着一批本土企业，他们借助低的成本优势和快的客户服务响应速度，在中低端及细分领域具有很强的竞争力，部分实现了国产替代；目前也在不断冲击高端产品线，以满足本土客户的需求。另外，本土企业还通过资本运作，成功收购了安世半导体等国际的功率器件公司，将好地满足本土对功率器件的需求。
总结
小到选N型还是P型、封装类型，大到MOSFET的耐压、导通电阻等，不同的应用需求千
MOS管工作原理--MOS管简介MOS管，即在集成电路中绝缘性场效应管。MOS英文全称为Metal-Oxide-Semiconductor即金属-氧化物-半导体，确切的说，这个名字描述了集成电路中MOS管的结构，即：在一定结构的半导体器件上，加上二氧化硅和金属，形成栅。MOS管的source和drain是可以对调的，都是在P型backgate中形成的N型区。在多数情况下，两个区是一样的
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