MOSFET它是电路中非常常见的元件,常用于信号开关、功率开关、电平转换等用途。MOSFET型号多,应用面广,所以MOSFET还有许多因素需要考虑选择,许多工程师觉得无法开始选择。今天小边将分享MOSFET选型技巧。
以一个具体的项目为例,现有的直流刷电机调速器项目。需要控制额定电压24V,额定电流2A实现调速的直流电机。
选型的第一步是确定使用P沟道MOSFET还是N沟道MOSFET,这两种类型MOSFET驱动电压完全不同。
P沟道的MOSFET由于制造工艺的原因,导通电阻通常比N通道更好MOSFET大,也就是说导通功耗会比较大。这是选型时需要注意的地方。
一般来说,如果是低边开关应用,则使用N通道MOSFET是首选,驱动方便,选型灵活。如果是高边开关,使用P沟MOSFET驱动相对简单,但导电阻相对较大,价格相对较高。MOSFET驱动更为复杂,通常需要额外的电源或自动驱动。
在这种情况下,我们选择使用N沟MOSFET实现电机驱动,如图所示

C65189 | Nexperia(安世) | 2N7002,215 | SOT-23(SOT-23-3) |
C16338 | ON(安森美) | 2N7002LT1G | SOT-23(SOT-23-3) |
C8545 | CJ江苏长电 | 2N7002 | SOT-23(SOT-23-3) |
C350817 | AOS | AO3480 | SOT-23 |
C296295 | HX2302A | SOT-23 | |
C360338 | ALLPOWER(铨力) | AP2300 | SOT-23 |
C122850 | SHIKUES(时科) | AO3400 | SOT-23(SOT-23-3) |
我们先来看一份规格书,这个是ST品牌的STP90NF03L型号(链接 C60612),这是一款TO-220封装,标称30V90A的N沟道MOSFET。可以看到里面的参数列表
不同规格的MOSFET,参数项目都是大同小异的,只是值有所不同。
在选择好了MOSFET类型之后,接下来就需要根据具体的参数来选型了。
MOSFET的耐压,一般根据负载的类型来考虑余量。比如是纯阻性负载,开关频率很低,那么余量可以小一些。如果是感性负载,或者是开关频率比较高,这种情况容易出现较大的感应电动势,需要考虑比较大的余量。我们这个案例中,24V控制电机,属于感性复杂,而且需要调速,则开关频率也比较高。所以选择30V以上耐压比较合适。
选择工作电流,许多工程师都在这里踩过大坑。这里需要注意,MOSFET规格书标称的电流值是在理想状况下才能达到的值,不能作为选型时直接使用。通常用于功率开关,电流比较大的MOSFET,在选型时都是以导通电阻来考虑的。比如我们这次需要的实际工作电流是2A,假设选择导通电阻为100mR的MOSFET,则在MOSFET上的散耗功率是2*2*0.1=0.4W。如果是比较小的封装,散热条件不太好的话,那么这个发热就比较严重了。我们暂定导通电阻在100mR以下。
MOSFET虽然是电压控制元件,但由于Cgs等结电容的存在,对驱动电流还是有要求的。驱动效果决定了MOSFET开关过程中的损耗。在驱动能力一定的情况下,选择结电容(栅极电荷)越小的MOSFET,则开关损耗越小。
封装的选择,首先是由项目本身的安装形式,散热条件来定。比如这次我们计划选择TO-220封装,采用铝散热片。那么从这个反推导通电阻的选择,TO-220在有散热片的情况下,可以达到好几瓦的散耗功率,因此0.4W的功率是完全能够承受的。
以上就是一个MOSFET的基本选型过程了,但在实际项目选型中,这样找一款合适的MOSFET还是挺繁琐的,各种参数之间还有相互影响。那有什么更简单的办法吗?
当然有了,登录立创商城,选择MOSFET目录,使用筛选器来选型。仍然以我们上面的需求为例。
在筛选器上选择类型、电压、封装,然后再看看导通电阻是否符合预期。筛选结果有162款可供选择。惊不惊喜呢?
在筛选的结果中,还可以根据不同需要进行排序
如果对品牌有要求,还可以在筛选器中进一步对品牌进行筛选