场效应晶体管应该如何选择？

随着电子设备的不断更新，其的性能要求也越来越高，在某些电子设备的电路设计与研发中，不仅是开关电源电路，还是携带式电子设备的电路，都使用了场效应晶体管。场效应晶体管是利用控制输入回路的电场效应来控制输出回路电流的一种半导体器件，可应用于放大、可变电阻等作用，因此正确选择选场效应晶体管是一件非常重要的事情。那么如何选择?下面一起来看卡：

1.沟道类型

挑选好场效应晶体管电子元件的第一步是取决选用N沟道或是P沟道场效应晶体管。在典型的功率使用中，当一个场效应晶体管接地，而负载接入到干线电压上时，该场效应晶体管就组成了低压侧开关。在低压侧开关中，应选用N沟道场效应晶体管，它是出自于对关闭或导通电子元件所要电压的考虑。当场效应晶体管接入到总线及负载接地时，就需要用高压侧开关。一般会在这一拓扑中选用P沟道场效应晶体管，这又是出于对电压驱动的考虑。

场效应晶体管

2.额定电流

该额定电流应是负载在全部状态下可以承载的最高电流。与电压的情形类似，保证选定的场效应晶体管能经受这一额定电流，即便在系统造成尖峰电流时。要考虑的两个电流情形是持续模式和脉冲尖峰。在持续导通模式下，场效应晶体管处在稳态，这时电流持续通过电子元件。脉冲尖峰指的是有大量电涌(或尖峰电流)流经电子元件。一旦明确了这些条件下的最高电流，只需直接挑选能承载这个最高电流的电子元件便可。

3.导通损耗

在实际情况下，场效应晶体管并不一定是理想的电子元件，归因于在导电过程中会有电能消耗，这叫做导通损耗。场效应晶体管在“导通”时好比一个可变电阻，由电子元件的RDS(ON)所确认，并随温度而明显变动。电子元件的功率损耗可由Iload2×RDS(ON)估算，因为导通电阻随温度变动，因而功率损耗也会随着按占比变动。对场效应晶体管施加的电压VGS越高，RDS(ON)就会越小;反之RDS(ON)就会越高。注意RDS(ON)电阻会随着电流轻微升高。关于RDS(ON)电阻的各类电气叁数变动可在生产商出示的技术资料表里得知。

4.开关性能

影响开关性能的参数有很多，但最关键的是栅极/漏极、栅极/源极及漏极/源极电容。这些电容会在电子元件中产生开关损耗，因为在每一次开关时都要对它们充电。场效应晶体管的开关速度因而被减少，电子元件效率也降低。为计算开关过程中电子元件的总耗损，要计算开通过程中的耗损(Eon)和关闭过程中的耗损(Eoff)。场效应晶体管开关的总功率可用如下方程表达：Psw=(Eon+Eoff)×开关频率。而栅极电荷(Qgd)对开关性能的影响最大。

5.额定电压

明确需用的额定电压，或是电子元件能够承载的最高电压。额定电压越大，电子元件的成本就越高。按照实践证明，额定电压应该高于干线电压或总线电压。这样才可以提供足够的保护，使场效应晶体管不会失灵。

对于选择场效应晶体管来讲，务必明确漏极至源极间将会承载的最高电压，即最大VDS。了解场效应晶体管能承载的最高电压会随温度而变动这点非常关键，应必须在整个操作温度范围内检测电压的变动范围。额定电压一定要有足够的余量覆盖这一变动范围，保障电路不会无效。需要考虑的其它安全因素包含由开关电子产品(如电机或变压器)引起的电压瞬变。不同使用的额定电压也各有不同;一般来说，便携式设备为20V、FPGA电源为20～30V、85～220VAC应用为450～600V。

6.系统散热

须考虑二种不一样的情况，即最坏情况和具体情况。提议选用针对最坏情况的计算结果，由于这一结论提供更大的安全余量，能确保系统不易失灵。在场效应晶体管的材料表上还有一些必须留意的测量数据;电子元件的结温相当于最大环境温度再加热阻与功率耗散的乘积(结温=最大环境温度+[热阻×功率耗散])。依据这个式子可解出系统的最大功率损耗，即按定义相当于I2×RDS(ON)。我们已即将通过电子元件的最大电流，能够估算出不同溫度下的RDS(ON)。此外，也要搞好电路板以及场效应晶体管的散热。

雪崩击穿指的是半导体器件上的反向电压超出最高值，并产生强电场使电子元件内电流增加。晶片尺寸的增加会增强抗雪崩能力，最后提高电子元件的稳健性。因而挑选更大的封裝件能够有效避免雪崩。

以上就是场效应晶体管的选择介绍了。场效应晶体管能在很小电流和很低电压的条件下工作，而且它的制造工艺可以很方便地把很多场效应晶体管集成在一块硅片上，因此场效应晶体管在大规模集成电路中得到了广泛的应用。

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