【导读】MOS的设计主要是基于几对矛盾的选择，而为了针对不同的应用，适应不同的市场需求，各大小厂家生产出了高低电压、大小电流、高低开关阀值等等林林总总几千上万种型号。面对这么多型号的MOS，我们该如何选择？下面是资深工程师分享的一些经验。
先借两个图说明datasheet的主要电参数。
功率MOS器件中，BV与Rdson是最大的一对矛盾。
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BVds在20-100V范围的器件的Rdson的表象关系如下图所示。
可以看到，起码从50-100V段，与Rdson是呈现线性增大的关系；其实从100-700V段，也是如此。
可以想象的是，若在保证同样BV的前提下要求Rdson的降低，可看作同样单位的晶胞数量的增加，意味着单位芯片的面积增加，也即意味着单位成本的增加，也即价格上升。
而这个关系，起码在100V-700V的耐压段的器件中，大致是线性增加的关系！
当然，这是在同等工艺前提下的比较。
功率MOSFET的Rdson具有正温度特性。
如图，Rdson与温度呈非线性关系。在一些高温环境的应用，例如汽车电子装备等，在进行散热计算时须充分考虑该特性。
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对某一类器件，假定Tc=150时的额定值与Tc=25时的比值为一个固定数值；
100V以下的中低耐压的器件，该数值为1.7-1.8
500V左右的高耐压的器件，该数值为2.4-2.5
根据栅极驱动阀值电压的不同，功率MOSFET会分Vgsth为10V、4V、2.5V等产品类，近年一些如电池管理等应用还出现一些低阀值（18V-2.5V）的器件。在规格书中，一般是通过如下图来描述的：
Vth有负温度特性，温度上升100度大致降低0.5V。如何降低Vth，一般是通过栅极氧化膜的薄化来实现。选用低Vth的器件时，应在设计中充分考虑关断后驱动电压低电平处理，避免续断噪音或失误。
Qg、Qgd是在设计高频应用中开关损耗的重要项目。如图a中，为达到指定的驱动电压Vgs值（图中xV），栅极的总充电电荷量，即为Qg；Qgd相当与米勒电容Crss，也是影响开关特性的重要参数。两个参数与Vds正相关，Qg与Vds依存关系如图b。
为了驱动栅极的栅极峰值电流Ig(peak)和驱动损耗P(driveloss)可用下式计算：
Ig(peak)=Qg/t
P(driveloss)=f*Qg*Vgs
在高速开关的应用中，功率MOS的Rdson*Qg的积越小，代表器件性能越好。在功率MOSFET的D、S极间有个寄生二极管。此二极管的额定电流值Idr和正向D极电流额定值Id相同。
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此二极管的特性是：当栅极驱动电压为“零”压降时，此二极管与平常的二极管的正向压降特性相同；当栅极驱动电压为正压降时，此二极管能得到一个即使和肖特基二极管相比还要低的正向压降，如图。此正向压降大小由此时的Rdson决定，Vsd=Id*Rdson
利用这个反向特性的特点，可积极应用于如下用途：
●防止电池反接的负载开关
●替代电机驱动电路的外接二极管
●开关电源的二次侧同步整流电路
在充分发挥MOSFET寄生二极管的反向特性的电机驱动或开关电源同步整流的应用中，要求此反响恢复时间trr为高速。在这些应用中，由于当电路运行在trr期间时上桥臂/下桥臂短路，导致产生过大的接通损耗。因此，通常在这些应用的控制电路中，需要设计有在切换上/下器件开关的同时是栅极驱动信号断开的DeadTime（比trr长的时间）。
同时，恢复时（上图的tb时段）的di/dt曲线越陡，越容易产生噪音。因此要求软恢复特性。另外应留意，trr会随着温度的上升会增大。
在同样的工艺下，不同耐压BV的器件trr有很大不同。BV为60V以下的低耐压时，trr为40~60ns，速度较高；BV为100V级别时，trr为100ns左右；BV在250V~500V的高耐压时，trr的值到了300~600ns，较慢。因此，为这方面应用的高耐压器件，会有一些相应的工艺设计改动，开发在BV250V以上时trr在100ns左右的高速产品。
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下图为某一30V的功率MOSFET的瞬间热阻θch-c(t)与脉宽PW的关系特性。
此特性是为了计算器件在运行状态时的沟道温度。PW代表单触发脉冲(1shotsinglepluse)或连续工作脉冲的脉宽时长。
例如一个稳定运行情况，工作频率f=200Hz、占空比0.2、功耗Pd=50W，如何计算MOS的沟道温度呢。
首先，f=200Hz即周期时长T=5ms；根据占空比0.2可得PW=1ms；
然后，从上图查得瞬间热阻θch-c(t)=0.3*1.14=0.342℃/W；
于是可得出在此工作状态下，沟道与外壳的温差ΔTch=θch-c(t)*Pd=0.342*50=17.1℃
[例1]
某稳定运行状态，工作频率F=2KHz、占空比D=0.2、外加功率Pd=50W，测得外壳温度Tc=85℃
通过上述可得，周期时长T=500us；因D=0.2，得工作时长t=100us；所以沟道温度Tch：
Tch=Tc+Pd*θch-c(t)
=85+50*0.22*1.14
=97.54℃
[例2]
在上面的稳定运行中，外加一个tp=60us、峰值功率Pd(peak)=500W的工作脉冲，峰值沟道温度Tch(peak):
Tch(peak)=Tc+Pd*θch-c(t)+(Pd(peak)-Pd*D)*θch-c(tp)
=85+50*0.22*1.14+(500-50*0.2)*0.031*1.14
=114.86℃
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