我们打开一个 MOS 管的 SPEC，会有很多电气参数，今天说一说热阻、电容和开关时间这三个。

热阻，英文 Thermal resistance，指的是当有热量在物体上传输时，在物体两端温度差与热源的功率之间的比值，单位是℃/W 或者是 K/W。

半导体散热的三个途径，封装顶部到空气，封装底部到电路板，封装引脚到电路板。

结到空气环境的热阻用 ThetaJA 表示，ThetaJA = (Tj-Ta)/P

其中Tj为芯片结温，Ta为芯片环境温度，如下图所示。

还有一些其他的热阻参数如下：

ThetaJC=(Tj-Tc)/P，结到封装外壳的热阻，一般而言是到封装顶部的热阻，所以一般的，ThetaJC=ThetaJT

ThetaJB=(Tj-Tb)/P，结到 PCB 的热阻。

ThetaJA 参数综合了 Die 的大小, 封装方式，填充材料，封装材料，引脚设计，外部散热片和外部电路板的属性多个因素，综合来讲 ThetaJA 和用的器件以及 PCB 设计有关。ThetaJC 和 ThetaJB 这 2 个参数是表征芯片和封装本身的，不会随着芯片封装外部环境的改变而改变。

热阻和以下几个参数比较紧密相关。

Power dissipation：功率损耗，指的是 NMOS 消耗功率不能超过 150mW，否则可能损坏 MOS 管。

Junction temperature：结温，结面温度，指的是 NMOS 最高结温不能超过 150℃。

Thermal resistance：如下的 833℃/W 指的是 NMOS 结面相对于环境温度的热阻是 833℃/W，假如器件消耗的功率是 1W，那温升就是 833℃。

当 NMOS 工作在最大功率 150mW，那 NMOS 结到空气的温度就是：150/1000*833≈125℃，芯片结温就是 125+25=150℃。

再看一下 MOS 管的电容。

输入电容 Ciss，指的是 DS 短接，用交流信号测得的 GS 之间的电容，Ciss 由 GS 电容和 GD 电容并联而成，即 Ciss=Cgs+Cgd，当输入电容充电至阈值电压，MOS 管才打开，放电至一定的值，MOS 管才关闭，所以 Ciss 和 MOS 管的开启关闭时间有很大的关系。

输出电容 Coss，指的是 GS 短接，用交流信号测得的 DS 之间的电容，Coss 由 GD 电容和 DS 电容并联而成，即 Coss=Cgd+Cds

反向传输电容 Crss，指的是 S 接地，GD 之间的电容，即 Crss=Cgd

MOS 管关闭下，Cgs 要比 Cgd 大得多，Cgd=1.7pF，那 Cgs=7.1-1.7=5.4pF。

从 SPEC 给的图看，3 个电容的大小和 DS 电压有很大关系，尤其是 Coss 和 Crss

有的一些 MOS 管 SPEC 中还有如下的 Qg、Qgs、Ggd，指的是充满这些电容所需要的电荷数，所需要的充电电荷数越少，MOS 管开关速度就越快。

MOS 管关闭下，Cgs 要比 Cgd 大的多，但是发现 Qgd 比 Qgs 大得多，这是受到米勒电容的影响。

结合一下图片理解 MOS 管的开关时间。

最左边绿色部分，ID 和 UD 几乎不变，因为这时候 UGS 没有上升到阈值电压，MOS 管是关闭状态，把 UGS 从 0 增大到阈值电压前这段时间叫Turn-on delay time。

紧接着紫色部分，当 UGS 上升到阈值电压后，随着 UGS 再继续增大，ID 也逐渐增大，UD 逐渐减小，直到 ID 到最大值，UD 到最小值，这段时间叫Rise time。

同理，MOS 管在关闭时，UGS 没有下降到阈值电压，ID 和 UD 都是不变的，把 UGS 下降到阈值电压前这段时间叫Turn-off delay time。

随着 UGS 逐渐减小，ID 减小到最小值，UD 增大到最大值，这段时间叫Fall time。

那为什么要了解 MOS 管的电容和开关时间呢？当 MOS 管用在对开关速度有要求的电路中，可能会因为 MOS 管的开关时间过慢，导致通信失败。

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