如何使用 MOSFET 计算器
MOSFET 计算器帮助用户根据端口电压和器件参数快速确定 MOSFET 的工作点。
- 选择沟道类型 — 选择 N 沟道或 P 沟道。
- 输入 VG、VS、VD — 填写栅极、源极和漏极的电压（伏特），计算器自动计算 VGS 和 VDS。
- 输入 Vth — 阈值电压决定器件是否导通。
- 输入 k（可选） — 填写跨导参数（A/V²），MOSFET 计算器将根据检测到的工作区域计算漏极电流 ID。
- 覆盖 ID 或 VDS（可选） — 若已知测量值 ID，可直接输入以启用功耗和 RDS(on) 计算；也可覆盖 VDS 用于 RDS(on) 计算。
- 查看结果 — 计算器展示工作区域、VGS、VDS、ID（如可计算）、功耗和 RDS(on)。
公式与原理 — MOSFET 计算器
MOSFET 计算器采用标准平方律 MOSFET 模型：
端口电压
VGS = VG − VS
VDS = VD − VS工作区域判断（N 沟道）
| 条件 | 工作区域 |
|---|---|
| VGS ≤ Vth | 截止区 |
| VGS > Vth 且 VDS < VGS − Vth | 线性区（欧姆区） |
| VGS > Vth 且 VDS ≥ VGS − Vth | 饱和区 |
漏极电流
截止区：
ID = 0线性区：
ID ≈ k × [(VGS − Vth) × VDS − VDS² / 2]饱和区：
ID ≈ 0.5 × k × (VGS − Vth)²功耗与导通电阻
P = VDS × ID
RDS(on) ≈ VDS / ID| 符号 | 含义 |
|---|---|
| k | 跨导参数（A/V²）= μₙCₒₓ(W/L) |
| Vth | 阈值电压（V） |
| VGS | 栅源电压（V） |
| VDS | 漏源电压（V） |
| ID | 漏极电流（A） |
| P | 功耗（W） |
| RDS(on) | 导通电阻（Ω） |
P 沟道 MOSFET 的所有极性相反，计算器会自动应用对应的符号约定。
使用场景 — MOSFET 计算器
MOSFET 计算器适用于电子学、物理及硬件设计的多种场景：
- 电路设计验证 — 快速确认 MOSFET 是否偏置在正确的工作区域——开关应用需饱和区，放大应用需线性区。
- 电力电子 — 计算功率 MOSFET 开关的 RDS(on) 和功耗，评估热性能和效率。
- 电子学教学 — 学习半导体器件物理的学生使用 MOSFET 计算器建立对阈值电压、跨导和工作区域的直觉认识。
- 放大器设计 — 通过输入偏置电压和跨导参数 k，确定共源放大器级的静态漏极电流和功耗。
- 仿真结果校核 — 在进行完整电路 SPICE 仿真前，用 MOSFET 计算器快速验证仿真结果的合理性。
- 硬件原型开发 — 嵌入式工程师为电机驱动或电源选型时，通过计算最坏情况下的 RDS(on) 和功耗来选择合适的 MOSFET。