浅谈高压MOS管的特点、工作原理及其应用场景

一、前言

MOS管作为一种常用的分立器件产品，它主要作用是把输入电压的变化转化为输出电流的变化。它由源极、漏极、栅极组成，由于衬底的掺杂不同可分为N沟道和P沟道场效应管。它主要是通过控制栅极的电压来控制源极和漏极之间的电流，从而实现开关功能。

高压MOS管通常需要较大的栅极电压，以使MOS管可以承受高电压和高电流。通过调节栅极与源极之间的电压，可以实现高压MOS管的开关控制。与普通MOS管相比，高压MOS管需要承受更高的电压和电流。高压MOS管的结构与普通MOS管类似，由P型衬底、N型漏极、N型源极和P型栅极。高压MOS管可用于高压电路，具有高电压承受能力和低开关损耗，因此在高压电路中得到了广泛应用。

一、高压MOS管的特点及工作原理

高压MOS管的核心是其特殊的MOS结构，高压MOS管的沟道区宽、漏极区大、栅极采用特殊工艺，这些特点使得它的管子能够承受高电压。当栅极施加正向电压时，形成一个由导电沟道连接源极与漏极的通路，从而使管子导通；当栅极施加反向电压时，则不会形成导电通路，管子截止。

高压MOS管的结构有N沟道型和P沟道型两种。N沟道型MOS管主要用于负载开关、电动机驱动等高侧应用；P沟道型MOS管则主要用于正向大电压开关、大电流等应用。在高压MOS管的沟道区域上，还引入了少量的掺杂物，以提高其电压承受能力和导通能力。

高压MOS管的性能特点包括：

1、截止损耗小：采用电场管控，截止速度快，截止损耗小。

2、开关速度快：具有电容效应，因此开关速度快，能够满足高频率开关需求。

3、电压承受能力高：由于栅极与沟道之间引入了绝缘层，因此可承受较高的电压。

4、导通损耗小：由于采用沟道导电，导通电阻小，因此导通损耗也小。

二、高压MOS管的应用场景

正是因为高压MOS管具有高频、导通损耗小、低导通电阻、耐高电压、高开关速度等特点，使得它很在多个领域都有广泛的应用，包括逆变器、变频器、伺服驱动器、电机驱动、PLC控制器、高性能交流电源、脉冲电源、高压电源、频率调制、开关调节器、功率因数校正装置、电源转换器、功率因数校正装置、LED照明系统、磁性变压器、继电器和调光器、汽车点火系统、电动车电机控制器等领域广泛应用。

除了上述主流应用，等效电路模型是解析高压MOS器件的重要手段，它能够反映高压MOS器件的静态特性和动态特性，并被嵌入到电路模拟软件中，供高压集成电路设计者使用。这对于推动高低压兼容MOS集成电路的设计和制备产业的发展具有重要意义。

高压MOS管的具体参数和性能可能会因不同的制造商和型号而有所差异。因此，在选择和使用高压MOS管时，建议参考相关的产品技术文档和数据手册，以确保其满足特定的应用需求。

作为一家专业从事MOS管等分立器件研发生产和制造的原厂，合科泰生产的高压MOS管具有耐压值高、开关速度快、高频、损耗小、工作效率高、产品稳定可靠等特点。

如合科泰采用TO-220封装的高压MOS管产品4N60，这款产品采用N沟道制作，最大耐压值达到600V，最大漏极电流达4A，可用于多数的大电压大电流应用场景。漏源导通电阻2.5欧姆。它具有开关时间快、栅极低充电、低导通状态电阻和具有高雪崩击穿等特性。这种高功率MOS通常在高速下使用，如开关电源的应用、PWM电机控制、高效的DC到DC转换器和桥接电路等场景。TO-220封装是一种直插式的封装形式，散热能力强，性能强大。

还有这款采用的是TO-252封装的高压MOS管产品，这款功率MOS管具有散热性能好，产品稳定可靠，贴片设计占用空间小、易于安装、工作效率高、热阻低，产品应用非常广泛，可满足大功率应用需求。

合科泰生产的这款HKTD4N65管子是一款采用N沟道制作的功率MOS管，它具有非常良好的电学性能，最大耐压值达到650V，可满足大多数产品应用。最大栅源电压±30V，最大漏源电流4A，漏源导通电阻RDS(ON)2.22Ω，最小栅极阈值电压2V，最大栅极阈值电压4V，最大耗散功率23.1mW。

HKTD4N65采用高密度电池设计，稳定性和均匀性非常好，产品采用特殊工艺技术制作，具有良好的散热，性能稳定而强大。它的开关速度快，具有高耐压特性，低栅极电荷最大限度减少导电损耗，导电性好，最小化开关损耗，具有雪崩电压和电流的全特性，小尺寸设计适合很多电子产品。

这款HKTD4N65可用于电动工具、PD快充、电源、驱动器、电机控制器、变频器、适配器、逆变器、电池保护板、智能插座、智能扫地机器人等产品上。

 

审核编辑：刘清