mos管在很多專案中都是一定會出現的，在不同場合，mos的作用也不同。本文意在記錄現階段對於mos管的認識與見解。
mos管是一種利用電場效應來控制其電流大小的半導體器件。這種器件不僅兼有體積小、重量輕、耗電省、壽命長的特點，而且還具有輸入阻抗高、雜訊低、抗輻射能力強、製造工藝簡單等優點。mos管在大規模和超大規模積體電路中占有重要地位。
對於mos的內部結構本文就不介紹了，因為專案中不會考察mos內部結構，而是注重mos的應用。
首先，我最先能想到mos的幾個特點：
通過柵極（g）控制通斷，nmos的vgs要大於一定正電壓、pmos的vgs要小於一定負電壓；
vgs絕對值增大將減小rds；
通常，**超過十塊錢的mos管附帶的體二極體要比幾毛錢乙個的續流二極體靠譜。
在專案中使用mos管普遍是作為乙個開關管來使用。例如開關電源，h橋驅動等設計中，都是利用mos來控制電路通斷，來實現專案功能的。這樣就需要考慮mos的一些寄生引數。
例如，我在設計乙個h橋驅動時我就需要考慮mos管三個引腳的寄生電容。mos管導通，必須使柵極寄生電容都充滿電，這個引數qg（tot）將與驅動電路的開關頻率和mos驅動的選型相關。如果選擇的驅動推力小，即給柵極充電能力弱，那麼mos管開啟的速度就會慢。所以驅動mos管的頻率就不可以選擇太高。上面的特點已經提及到，mos的導通內阻和vgs有關。如果開管的過程較慢，可以想象i*r關於時間的積分將會很大，那麼每個週期mos管內將積攢很多熱量，多個週期後，mos管將承受不住熱量而損壞。這也是為什麼許多關於mos管驅動的部落格裡會寫道開管速度慢會導致燒管的原因。
關於mos管柵極電阻的選擇。mos管的柵極電阻實際上是用來改善柵極充放電波形的（抑制諧振）。
首先，我們要了解rlc電路的諧振模型，這裡假設讀者已經了解了。那麼我們可以知道在無負載的情況下，rlc電路在諧振頻率的放大倍數將達到無窮倍。那麼加上負載，可以知道負載阻抗越大（正好前文提到過mos的阻抗非常大），在諧振頻率處的增益越大（畢竟開路阻抗等於無窮大）。如果增加rlc電路中的r呢？通過電路知識可以知道r增加，諧振增益將會減小。這裡的r就是mos管柵極串聯的柵極電阻rg，l是引線的寄生電感，c則是柵極寄生電容。驅動mos的訊號通常是方波訊號，通過傅利葉分解，可以得到多種正弦訊號，那麼必定有一種正弦訊號頻率就在諧振頻率上。如果不串聯柵極電阻，就可能導致在諧振頻率上的訊號被放大，導致mos管柵極波形失真（例如出現尖峰）。這種情況是工程師不希望看到的，因此需要串聯乙個柵極電阻。那麼為了抑制訊號受到放大而失真，能否將柵極電路取得很大呢？當然是不能的。如果將柵極電阻取得很大，將會使驅動訊號裡的高頻分量丟失，驅動上公升沿變緩，這也是工程師們不想看到的結果。
以上可以知道柵極電阻的選擇分為以下幾步：
1.分析mos走線帶來的寄生電感，mos內部的寄生電容，以及mos驅動訊號源輸出電阻，構建rlc電路增益曲線；
2.分析驅動訊號頻譜；
3.根據rlc電路增益曲線以及頻譜，選擇合適的rg，使驅動訊號頻譜中某一頻率不會被過分放大，也不會使驅動訊號高頻分量丟失。
如果以上三步對於你來說有些困難，那麼可以參考mos資料手冊給出的rg（ext）來選擇。通常手冊會建議使用者接入乙個5ω或是10ω的電阻來改善柵極充電波形。
關於mos管選型。受工藝影響，nmos的效能通常高於pmos（nmos耐壓值高、柵極電荷qg（tot）小、過流能力強等），並且**nmos也比pmos便宜，所以在一些設計中，常常使用nmos。當然也會有使用pmos的時候，例如h橋驅動電路，如果使用nmos，那麼則需要考慮高階驅動（high-side）的問題，因為想要nmos導通，必須使vgs大於一定正電壓才行，同樣使用pmos則需要考慮低端驅動（low-side）。那麼高階使用pmos，低端使用nmos不就解決了這個問題嗎？沒錯！英飛凌的btn整合半橋驅動就是將pmos和nmos整合在一起搭建的半橋電路。所以關於n、p的選型，通常我會在大功率專案中優先考慮選擇nmos。然後就是關於mos本身引數的選取，例如vgs。在資料手冊中vgs通常表明這是gs間能加的最大電壓，這個電壓通常為20v，即vgs不能超過20v。另外還有乙個vgs（th），這個引數代表著mos的導通電壓。vgs（th）越小自然越好。另外我還會關注在不同vgs處管子的導通內阻rg，rg自然是越小越好，這樣子電路工作效率也會更高。特別是在大電流的專案裡，rg每減小一點都將給系統帶來巨大的功率節約。另外還需要考慮ids，通常mos的ids都能做到100a以上，一般都是綽綽有餘的（而且一般而言，普通板子的走線散熱設計達不到mos的ids）。最後就是看mos的工作頻率，ton、toff、qg這些引數。相信前文對於qg，管子開關頻率的講解已經足夠詳細，這裡就不在贅述。
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