如何选择 MOSFET，基于各方面考量

在复杂的电源设计中，金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET) 的选择往往是事后才考虑的。毕竟，它只是一个三针设备。它有多复杂，对吧？但是任何喜欢生蚝的人都会（试图）告诉你，外表可能是骗人的。尝试选择正确的 MOSFET 或“FET”可能比我们想象的要复杂。

在这里我将分析从电源到电机控制的各种典型 FET 应用，并解决决定 FET 选择过程的各种问题和权衡。希望，无论我们是 FET 新手还是高级应用工程师，下次当我们必须决定最适合我们的系统（和预算）的 MOSFET 时，我们会发现这个系列很有见地。

如何交叉引用 FET

一个常见且简单的 MOSFET 选择过程是为最终应用通常未知的 FET 寻找交叉参考。采购代表通常会向工程师提供一份详尽的客户正在使用的 FET 列表，但没有说明这些设备将如何使用。一些 FET 甚至可能会以多种配置在多个不同的板上使用，他们只是想看看我们是否可以提供类似的性能。

每个月，我都必须从我们的现场销售人员那里收到几十个请求，为我们的竞争对手的 FET 提供 TI“交叉”；虽然我们试图维护我们的内部交叉参考数据库，但跟踪每个 FET 供应商的整个 MOSFET 产品组合是一项有点徒劳的任务。因此，手动交叉的需求不会很快消失。因此，让我们将这个过程分解为三个简单的步骤：

1. 匹配包装。这可能是必要的，也可能不是必要的，这取决于最终应用板是否需要尺寸兼容性。如果不是这样，那可能会为更多选择打开大门，但总的来说，建议使用相同或更小的占用空间大小的东西是一个很好的做法。重要的是要记住，不同的 FET 供应商对不同的封装有不同的名称，尤其是在电源四方扁平无引线 (PQFN) 型器件方面。我们可以随时查看通常在数据表背面提供的机械图纸，以确认两个不同供应商封装的封装兼容性（参见图 1）。

图 1：TI 小外形无引线 (SON) 5mm x 6mm 封装推荐的印刷电路板 (PCB) 封装（绿色），覆盖在两个竞争对手的不同名称的 5mm x 6mm 表面贴装器件上（阴影和白色，分别）表明它们是足迹兼容的

2.匹配击穿电压。场效应管被设计用来阻挡一定的电压，因此交叉需要有一个等于或大于原始值的击穿电压。虽然选择具有更高击穿率的 FET 在技术上不是问题，但击穿电压越高，硅芯片的单位面积电阻 (RSP) 就越高，因此器件必须越昂贵才能实现类似的表现。将 60V FET 转换为 55V FET 可能没有问题，但如果性能相同，跨越 100V 到 30V，我们几乎肯定会看到巨大的价格差距。

3.匹配电阻。这是这个过程中最模糊的一步。一个常见的误解是电阻是所有 FET 应用中最关键的参数，但鉴于我们对最终应用一无所知，因此我们只需要了解电阻即可。与数据表中的任何其他内容相比，它仍然是一个更好的性能指标，例如 众所周知的不可靠 的额定电流或栅极电荷，这可能与使用 FET 的设计相关，也可能不相关。匹配电阻时，我们可以使用典型值或最大值，因为数据表提供了两者（工程师通常设计到最大值），但这样做时保持一致很重要。一个好的经验法则是，如果两个 FET 的电阻在 ±20% 范围内，则它们的匹配度相当接近。

在将 FET 放置在电路板上之前，还有很多因素需要考虑，但是这三个检查是一个很好的起点。TI 的 MOSFET参数搜索（如图 2 所示）可以快速轻松地在三个参数中进行在线选择。

图 2：TI 的参数搜索使我们可以根据封装、击穿电压和电阻以及其他参数轻松选择 MOSFET

最后一点要注意的是，关注成本总是值得的。较旧的硅片一代可能需要更多的硅片才能实现类似的性能，虽然大多数供应商不会宣传其产品组合中每个设备的硅片代，但他们会提供相对 1,000 单位的定价，这应该会给你一些指示。如果我们遇到过两种不同的器件，它们具有相同的封装、电压和相似的电阻，但价格却大相径庭，那么价格较低的器件很可能是一种较新的解决方案，并且通常是更好的推荐（尽管本系列的未来部分将研究不一定是这种情况的应用程序）。