作者：Joe DiGangi、Vincent Rusiecki

        从现在看来，功率MOSFET变得比双极性晶体管(BJT)器件更受欢迎。如果把功率MOSFET和BJT作一番比较，可以发现功率MOSFET是一种高输入阻抗、电压控制的器件。而BJT则是一种低阻抗、电流控制的器件。在功率应用中采用MOSFET具有众多好处。

        我们可以通过下列几个方面来比较一下这两种器件的优劣，首先是驱动电路，功率MOSFET的驱动电路比较简单。BJT可能需要多达20%的额定集电极电流以保证饱和度，而MOSFET需要的驱动电流则小得多，而且通常可以直接由CMOS或者集电极开路TTL驱动电路驱动。其次，MOSFET的开关速度比较迅速，MOSFET是一种多数载流子器件，能够以较高的速度工作，因为没有电荷存储效应。

        其三，MOSFET没有二次击穿失效机理，它在温度越高时往往耐力越强，而且发生热击穿的可能性越低。它们还可以在较宽的温度范围内提供较好的性能。此外，MOSFET具有并行工作能力，具有正的电阻温度系数。温度较高的器件往往把电流导向其它MOSFET，允许并行电路配置。而且还有一个好处是，MOSFET的漏电极和源极之间形成的寄生二极管可以充当箝位二极管，在电感性负载开关中特别有用。

        使用功率MOSFET时需要考虑的因素

        功率MOSFET可以被看作接近理想的器件，没有BJT的某些局限性，因此功率MOSFET比前者更受欢迎。但是，尽管功率MOSFET比BJT有所进步，但在应用时仍然需要特别注意其功率耗散管理、开关损失最小化和MOSFET门驱动的优化。MOSFET实质上有两种工作模式，即开关模式或线性模式。

        所谓开关模式，就是器件充当一个简单的开关，在开与关两个状态之间切换。线性工作模式一般是指，器件工作在某个特性曲线中的线性部分，但也未必如此。此处的“线性”是指MOSFET保持连续性的工作状态，此时漏电流是所施加在栅极和源极之间电压的函数。它的线性工作模式与开关工作模式之间的区别是，在开关电路中，MOSFET的漏电流是由外部元件确定的，而在线性电路设计中却并非如此。

        功率MOSFET可以用于多种应用之中，包括马达控制、电源和镇流器等的开关电路，每种类型的电路都利用了MOSFET的某些独特的电气特性。当为某个具体应用选择功率MOSFET时，设计人员不仅要考虑最大漏极到源极电压和器件的漏电流，而且需要考虑其它参数会对应用产生什么影响。目标是确保所选择的器件不仅是最佳的技术选择，而且也是性价比最高的选择。

        由于在许多设计中电路板空间非常有限，所以通常需要首先确定可以选用哪些封装类型，这些封装能够在不超出确定的目标成本的情况下支持设计的电气要求。功率MOSFET既有单器件也有双器件形式，采用多种表面贴装和通孔封装类型，支持各种应用。除了封装技术以外，初步考虑还必须包括器件最大工作电压和电流，以及是否需要容忍某些应用中可能发生的雪崩情形，即开关电感性负载。

        雪崩情形可能发生在关断过程中，此时在漏极和源极之间可能因感生负载而出现高浪涌电压。这些能量水平随后可能超过MOSFET的最大额定值。为此，最高通道温度150°C时的雪崩能量通常被列在制造商的数据表之中。当使用这些器件的时候，必须注意不要超过这个最大额定雪崩能量。特殊应用中的功率水平将促使设计人员检查器件的最大功率耗散，以及安装在电路上会对器件产生什么影响。

        至于元件的额定功率，必须记住，它的散热能力受到封装以外的诸多因素影响。其中包括器件放置在电路板上其它器件中间会耗散大量功率，封装的周围温度水平，空气流动情况，以及散热器的容量(可以加到电路板上的额外的铜面积，用于冷却较小的SO8或TSSOP类型的元件)等。

        一项具体设计的工作效率将突显需要考虑的其它MOSFET参数，其中包括导通阻抗和栅-源电荷。设计人员经常仅把导通阻抗看作是MOSFET的质量因数，其实如果利用导通阻抗和栅-源电荷的乘积作为选择器件的指南可能会更有用处。因为这就需要考虑源电荷对于开关控制的影响，它可能影响MOSFET在具体设计中的总体效率。

        源电荷数量实际上由两部分组成：栅-源电荷和栅-漏电荷，它们被列在数据表之中，用于确定驱动MOSFET门电压所需的电荷数量。多数高功率MOSFET的栅-漏电荷多于栅-源电荷，在选择MOSFET的驱