什么是mos管
mos管是金屬（metal）—氧化物（oxide）—半導體（semiconductor）場效應晶體管，或者稱是金屬—絕緣體（insulator）—半導體。MOS管的source和drain是可以對調的，他們都是在P型backgate中形成的N型區。在多數情況下，這個兩個區是一樣的，即使兩端對調也不會影響器件的性能。這樣的器件被認為是對稱的。
雙型晶體管把輸入端電流的微小變化放大后，在輸出端輸出一個大的電流變化。雙型晶體管的增益就定義為輸出輸入電流之比（beta）。另一種晶體管，叫做場效應管（FET），把輸入電壓的變化轉化為輸出電流的變化。FET的增益等于它的transconductance， 定義為輸出電流的變化和輸入電壓變化之比。市面上常有的一般為N溝道和P溝道，詳情參考右側圖片（N溝道耗盡型MOS管）。而P溝道常見的為低壓mos管。
場效應管通過投影一個電場在一個絕緣層上來影響流過晶體管的電流。事實上沒有電流流過這個絕緣體，所以FET管的GATE電流非常小。普通的FET用一薄層二氧化硅來作為GATE下的絕緣體。這種晶體管稱為金屬氧化物半導體（MOS）晶體管，或，金屬氧化物半導體場效應管（MOSFET）。因為MOS管小省電，所以他們已經在很多應用場合取代了雙型晶體管。
mos管優勢
1.可應用于放大。由于場效應管放大器的輸入阻抗很高，因此耦合電容可以容量較小，不必使用電解電容器。
2.很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換。常用于多級放大器的輸入級作阻抗變換。
3.可以用作可變電阻。
4.可以方便地用作恒流源。
5.可以用作電子開關。
6.在電路設計上的靈活性大。柵偏壓可正可負可零，三管只能在正向偏置下工作，電子管只能在負偏壓下工作。另外輸入阻抗高，可以減輕信號源負載，易于跟前級匹配。
MOS管種類和結構
MOSFET管是FET的一種（另一種是JFET），可以被制造成增強型或耗盡型，P溝道或N溝道共4種類型，但實際應用的只有增強型的N溝道MOS管型號和增強型的P溝道MOS管型號，所以通常提到NMOS，或者PMOS指的就是這兩種。至于為什么不使用耗盡型的MOS管，不建議刨根問底。對于這兩種增強型MOS管，比較常用的是NMOS。原因是導通電阻小，且容易制造。所以開關電源和馬達驅動的應用中，一般都用NMOS。下面的介紹中，也多以NMOS為主。 MOS管的三個管腳之間有寄生電容存在，這不是我們需要的，而是由于制造工藝限制產生的。寄生電容的存在使得在設計或選擇驅動電路的時候要麻煩一些，但沒有辦法避免，后邊再詳細介紹。在MOS管原理圖上可以看到，漏和源之間有一個寄生二管。這個叫體二管，在驅動感性負載，這個二管很重要。順便說一句，體二管只在單個的MOS管中存在，在集成電路芯片內部通常是沒有的。
選擇到一款正確的MOS管，可以很好地控制生產制造成本，為重要的是，為產品匹配了一款恰當的元器件，這在產品未來的使用過程中，將會充分發揮其“螺絲釘”的作用，確保設備得到、穩定、持久的應用效果。那么面對市面上琳瑯滿目的MOS管，該如何選擇呢？下面，我們就分7個步驟來闡述MOS管的選型要求。
MOS管是電子制造的基本元件，但面對不同封裝、不同特性、不同的MOS管時，該如何抉擇？有沒有省心、省力的遴選方法？
首先是確定N、P溝道的選擇
MOS管有兩種結構形式，即N溝道型和P溝道型，結構不一樣，使用的電壓性也會不一樣，因此，在確定選擇哪種產品前，首先需要確定采用N溝道還是P溝道MOS管。
MOS管選型技巧
MOS管的兩種結構：N溝道型和P溝道型
在典型的功率應用中，當一個MOS管接地，而負載連接到干線電壓上時，該MOS管就構成了低壓側開關。在低壓側開關中，應采用N溝道MOS管，這是出于對關閉或導通器件所需電壓的考慮。
當MOS管連接到總線及負載接地時，就要用高壓側開關。通常會在這個拓撲中采用P溝道MOS管，這也是出于對電壓驅動的考慮。
要選擇適合應用的器件，必須確定驅動器件所需的電壓，以及在設計中簡易執行的方法。
二步是確定電壓
額定電壓越大，器件的成本就越高。從成本角度考慮，還需要確定所需的額定電壓，即器件所能承受的大電壓。根據實踐經驗，額定電壓應當大于干線電壓或總線電壓，一般會留出1.2~1.5倍的電壓余量，這樣才能提供足夠的保護，使MOS管不會失效。
就選擇MOS管而言，必須確定漏至源間可能承受的大電壓，即大VDS。由于MOS管所能承受的大電壓會隨溫度變化而變化，設計人員必須在整個工作溫度范圍內測試電壓的變化范圍。額定電壓必須有足夠的余量覆蓋這個變化范圍，確保電路不會失效。
此外，設計工程師還需要考慮其他安全因素：如由開關電子設備(常見有電機或變壓器)誘發的電壓瞬變。另外，不同應用的額定電壓也有所不同；通常便攜式設備選用20V的MOS管，FPGA電源為20～30V的MOS管，85～220V AC應用時MOS管VDS為450～600V。
三步為確定電流
確定完電壓后，接下來要確定的就是MOS管的電流。需根據電路結構來決定，MOS管的額定電流應是負載在所有情況下都能夠承受的大電流；與電壓的情況相似，MOS管的額定電流必須能滿足系統產生尖峰電流時的需求。電流的確定需從兩個方面著手：連續模式和脈沖尖峰。在連續導通模式下，MOS管處于穩態，此時電流連續通過器件。脈沖尖峰是指有大量電涌(或尖峰電流)流過器件。一旦確定了這些條件下的大電流，只需直接選擇能承受這個大電流的器件便可。
選好額定電流后，還必須計算導通損耗。在實際情況下，MOS管并不是理想的器件，因為在導電過程中會有電能損耗，也就是導通損耗。MOS管在“導通”時就像一個可變電阻，由器件的導通電阻RDS(ON)所確定，并隨溫度而顯著變化。器件的功率損耗PTRON=Iload2×RDS(ON)計算（Iload：大直流輸出電流），由于導通電阻會隨溫度變化，因此功率耗損也會隨之按比例變化。對MOS管施加的電壓VGS越高，RDS(ON)就會越小；反之RDS(ON)就會越高。
對系統設計人員來說，這就需要折中權衡。對便攜式設計來說，采用較低的電壓即可(較為普遍)；而對于工業設計來說，可采用較高的電壓。需要注意的是，RDS(ON)電阻會隨著電流輕微上升。
技術對器件的特性有著重大影響，因為有些技術在提高大VDS（漏源額定電壓）時往往會使RDS(ON)增大。對于這樣的技術，如果打算降低VDS和RDS(ON)，那么就得增加晶片尺寸，從而增加與之配套的封裝尺寸及相關的開發成本。業界現有好幾種試圖控制晶片尺寸增加的技術，其中主要的是溝道和電荷平衡技術。
四步是確定熱要求
在確定電流之后，就要計算系統的散熱要求。設計人員必須考慮兩種不同的情況：壞情況和真實情況。建議采用針對壞情況的計算結果，因為這個結果提供大的安全余量，能確保系統不會失效。在MOS管的資料表上還有一些需要注意的測量數據，比如封裝器件的半導體結與環境之間的熱阻，以及大的結溫。
器件的結溫等于大環境溫度加上熱阻與功率耗散的乘積，即結溫=大環境溫度+（熱阻×功率耗散）。根據這個方程可解出系統的大功率耗散=I2×RDS(ON)。
由于設計人員已確定將要通過器件的大電流，因此可以計算出不同溫度下的RDS(ON)。值得注意的是，在處理簡單熱模型時，設計人員還必須考慮半導體結/器件外殼及外殼/環境的熱容量；即要求印刷電路板和封裝不會立即升溫。
雪崩擊穿（指半導體器件上的反向電壓過大值，并形成強電場使器件內電流增加）形成的電流將耗散功率，使器件溫度升高，而且有可能損壞器件。半導體公司都會對器件進行雪崩測試，計算其雪崩電壓，或對器件的穩健性進行測試。
計算額定雪崩電壓有兩種方法；一是統計法，另一是熱計算。而熱計算因為較為實用而得到廣泛采用。除計算外，技術對雪崩效應也有很大影響。例如，晶片尺寸的增加會提高抗雪崩能力，終提高器件的穩健性。對終用戶而言，這意味著要在系統中采用大的封裝件。
五步是確定開關性能
選擇MOS管的后一步是確定其開關性能。影響開關性能的參數有很多，但重要的是柵/漏、柵/源及漏/源電容。因為在每次開關時都要對這些電容充電，會在器件中產生開關損耗；MOS管的開關速度也因此被降低，器件效率隨之下降；其中，柵電荷(Qgd)對開關性能的影響大。
為計算開關過程中器件的總損耗，設計人員必須計算開通過程中的損耗(Eon)和關閉過程中的損耗(Eoff)，進而推導出MOS管開關總功率：Psw=(Eon+Eoff)×開關頻率。
MOS管選型技巧
增強型NMOS管構成的開關電路
六步為封裝因素考量
不同的封裝尺寸MOS管具有不同的熱阻和耗散功率，需要考慮系統的散熱條件和環境溫度（如是否有風冷、散熱器的形狀和大小限制、環境是否封閉等因素），基本原則就是在保證功率MOS管的溫升和系統效率的前提下，選取參數和封裝通用的功率MOS管。
常見的MOS管封裝有：
①插入式封裝：TO-3P、TO-247、TO-220、TO-220F、TO-251、TO-92；
②表面貼裝式：TO-263、TO-252、SOP-8、SOT-23、DF***6、DFN3*3；
MOS管選型技巧
TO封裝MOS管
不同的封裝形式，MOS管對應的限電流、電壓和散熱效果都會不一樣，簡單介紹如下。
TO-3P/247：是中高壓、大電流MOS管常用的封裝形式，產品具有耐壓高、抗擊穿能力強等特點，適于中壓大電流（電流10A以上、耐壓值在100V以下）在120A以上、耐壓值200V以上的場所中使用。
TO-220/220F：這兩種封裝樣式的MOS管外觀差不多，可以互換使用，不過TO-220背部有散熱片，其散熱效果比TO-220F要好些，價格相對也要貴些。這兩個封裝產品適于中壓大電流120A以下、高壓大電流20A以下的場合應用。
TO-251：該封裝產品主要是為了降低成本和縮小產品體積，主要應用于中壓大電流60A以下、高壓7N以下環境中。
TO-92：該封裝只有低壓MOS管（電流10A以下、耐壓值60V以下）和高壓1**0/65在采用，主要是為了降低成本。
TO-263：是TO-220的一個變種，主要是為了提高生產效率和散熱而設計，支持高的電流和電壓，在150A以下、30V以上的中壓大電流MOS管中較為多見。
TO-252：是目前主流封裝之一，適用于高壓在7N以下、中壓在70A以下環境中。
SOP-8：該封裝同樣是為降低成本而設計，一般在50A以下的中壓、60V左右的低壓MOS管中較為多見。
SOT-23：適于幾A電流、60V及以下電壓環境中采用，其又分有大體積和小體積兩種，主要區別在于電流值不同。
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