大功率電路負(fù)載電流驅(qū)動(dòng)中，為什么都是用NMOS并聯(lián)，而不是PMOS呢？

Part 01、前言

我們都知道，MOSFET按工作模式可以分為PMOS（P溝道金屬氧化物半導(dǎo)體）和NMOS（N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體）晶體管，這些晶體管由四個(gè)部分組成：源極 (S) 、漏極 (D) 、柵極 (G)和襯底（體），PMOS和NMOS 晶體管用作壓控開(kāi)關(guān)或放大，根據(jù)柵極電壓控制源極和漏極之間的電流流動(dòng)。主要區(qū)別在于負(fù)責(zé)電流流動(dòng)的電荷載流子的類型：PMOS中的空穴（正電荷）和NMOS中的電子（負(fù)電荷） 。

此外，兩種類型的端子上施加的電壓極性也不同。當(dāng)柵極電壓相對(duì)于源極低（或負(fù)）時(shí)，PMOS晶體管通常“導(dǎo)通”，而當(dāng)柵極電壓相對(duì)于源極高（或正）時(shí)，NMOS 晶體管“導(dǎo)通”。

但是如果我們留心觀察一下平時(shí)的電路板，會(huì)發(fā)現(xiàn)NMOS的應(yīng)用會(huì)更為廣泛，PMOS應(yīng)用的相對(duì)來(lái)說(shuō)就比較少，特別是在大功率電流驅(qū)動(dòng)中，清一色的都是一排排的NMOS并聯(lián)，這是為什么呢？這對(duì)于硬件工程師的器件選型會(huì)帶來(lái)什么影響呢？如何指導(dǎo)我們的電路設(shè)計(jì)呢？接下來(lái)我們就在多個(gè)維度對(duì)比一下NMOS和PMOS的區(qū)別。

Part 02、開(kāi)關(guān)速度對(duì)比

NMOS多數(shù)載流子是電子，由于電子遷移率高于空穴遷移率，它們的開(kāi)關(guān)速度比PMOS晶體管更快，這使得它們更適合高速開(kāi)關(guān)應(yīng)用。

Part 03、成本對(duì)比

PMOS晶圓的制造成本與NMOS晶圓幾乎相同。但是，與NMOS相比，對(duì)于相同的導(dǎo)通電阻Rdson，PMOS需要更大的die，原因就是上面說(shuō)的PMOS的空穴遷移率較低。因?yàn)樗璧膁ie更大，所以每個(gè)晶圓的生產(chǎn)出的die會(huì)更少，所以對(duì)于相同Rdson的PMOS的die成本會(huì)更高。所以對(duì)于相同Rdson的NMOS和PMOS而言，PMOS價(jià)格會(huì)更貴。當(dāng)然我們這里對(duì)比的只是單個(gè)器件的成本，在一些電路應(yīng)用中如果對(duì)于Rdson的要求不高，并且使用NMOS需要升壓驅(qū)動(dòng)（比如使用charge pump）的話，此時(shí)可能整體成本用PMOS更有優(yōu)勢(shì)，所以還是要具體情況具體分析。

Part 04、導(dǎo)通電阻Rdson對(duì)比

NMOS的電子遷移率大約是PMOS的2-3倍，這就導(dǎo)致了在相同的幾何尺寸和電壓條件下，NMOS的導(dǎo)通電阻約為PMOS的1/2到1/3。所以你打開(kāi)各家MOSFET廠家的官網(wǎng)選型會(huì)發(fā)現(xiàn)NMOS的導(dǎo)通電阻能做到非常低了，但是PMOS對(duì)應(yīng)的導(dǎo)通電阻最低的型號(hào)與NMOS導(dǎo)通電阻最低的型號(hào)也是差距很大，大家可以看看下面某世界一流MOS廠家NMOS與PMOS的對(duì)比，一個(gè)0.29mΩ，一個(gè)是3mΩ，差距可謂非常大。

Part 05、對(duì)比匯總

所以經(jīng)過(guò)以上對(duì)比，你就明白了為啥PMOS的出場(chǎng)率這么低了，特別是在大電流驅(qū)動(dòng)中，清一色的都是一排排的NMOS并聯(lián)，原因就是我們并聯(lián)MOS就是為了獲取更低的Rdson，降低發(fā)熱，用PMOS的效果跟NMOS并聯(lián)當(dāng)然是沒(méi)得比。

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