大功率电路负载电流驱动中，为什么都是用NMOS并联，而不是PMOS呢？

Part 01

前言

我们都知道，MOSFET按工作模式可以分为PMOS（P沟道金属氧化物半导体）和NMOS（N沟道金属氧化物半导体）晶体管，这些晶体管由四个部分组成：源极 (S) 、漏极 (D) 、栅极 (G)和衬底（体），PMOS和NMOS 晶体管用作压控开关或放大，根据栅极电压控制源极和漏极之间的电流流动。主要区别在于负责电流流动的电荷载流子的类型：PMOS中的空穴（正电荷）和NMOS中的电子（负电荷） 。此外，两种类型的端子上施加的电压极性也不同。当栅极电压相对于源极低（或负）时，PMOS晶体管通常“导通”，而当栅极电压相对于源极高（或正）时，NMOS 晶体管“导通”。 但是如果我们留心观察一下平时的电路板，会发现NMOS的应用会更为广泛，PMOS应用的相对来说就比较少，特别是在大功率电流驱动中，清一色的都是一排排的NMOS并联，这是为什么呢？这对于硬件工程师的器件选型会带来什么影响呢？如何指导我们的电路设计呢？接下来我们就在多个维度对比一下NMOS和PMOS的区别。

Part 02

开关速度对比

NMOS多数载流子是电子，由于电子迁移率高于空穴迁移率，它们的开关速度比PMOS晶体管更快，这使得它们更适合高速开关应用。

Part 03

成本对比

PMOS晶圆的制造成本与NMOS晶圆几乎相同。但是，与NMOS相比，对于相同的导通电阻Rdson，PMOS需要更大的die，原因就是上面说的PMOS的空穴迁移率较低。因为所需的die更大，所以每个晶圆的生产出的die会更少，所以对于相同Rdson的PMOS的die成本会更高。所以对于相同Rdson的NMOS和PMOS而言，PMOS价格会更贵。 当然我们这里对比的只是单个器件的成本，在一些电路应用中如果对于Rdson的要求不高，并且使用NMOS需要升压驱动（比如使用charge pump）的话，此时可能整体成本用PMOS更有优势，所以还是要具体情况具体分析。

Part 04

导通电阻Rdson对比

NMOS的电子迁移率大约是PMOS的2-3倍，这就导致了在相同的几何尺寸和电压条件下，NMOS的导通电阻约为PMOS的1/2到1/3。所以你打开各家MOSFET厂家的官网选型会发现NMOS的导通电阻能做到非常低了，但是PMOS对应的导通电阻最低的型号与NMOS导通电阻最低的型号也是差距很大，大家可以看看下面某世界一流MOS厂家NMOS与PMOS的对比，一个0.29mΩ，一个是3mΩ，差距可谓非常大。

Part 05

对比汇总

所以经过以上对比，你就明白了为啥PMOS的出场率这么低了，特别是在大电流驱动中，清一色的都是一排排的NMOS并联，原因就是我们并联MOS就是为了获取更低的Rdson，降低发热，用PMOS的效果跟NMOS并联当然是没得比。

审核编辑 黄宇