Ameya360：平面MOSFET與超級(jí)結(jié)MOSFET區(qū)別

今天,Ameya360給大家介紹近年來(lái)MOSFET中的高耐壓MOSFET的代表超級(jí)結(jié)MOSFET。

功率晶體管的特征與定位

首先來(lái)看近年來(lái)的主要功率晶體管Si-MOSFET、IGBT、SiC-MOSFET的功率與頻率范圍。因?yàn)榻酉聛?lái)的幾篇將談超級(jí)結(jié)MOSFET相關(guān)的話題，因此希望在理解Si-MOSFET的定位的基礎(chǔ)上，根據(jù)其特征和特性對(duì)使用區(qū)分有個(gè)初步印象。

下圖表示處理各功率晶體管的功率與頻率范圍。可以看出，Si-MOSFET在這個(gè)比較中，導(dǎo)通電阻與耐壓略遜于IGBT和SiC-MOSFET，但在低～中功率條件下，高速工作表現(xiàn)更佳。

平面MOSFET與超級(jí)結(jié)MOSFET

Si-MOSFET根據(jù)制造工藝可分為平面MOSFET和超級(jí)結(jié)MOSFET。簡(jiǎn)而言之，就是在功率晶體管的范圍，為超越平面結(jié)構(gòu)的極限而開發(fā)的就是超級(jí)結(jié)結(jié)構(gòu)。

如下圖所示，平面結(jié)構(gòu)是平面性地構(gòu)成晶體管。這種結(jié)構(gòu)當(dāng)耐壓提高時(shí)，漂移層會(huì)增厚，存在導(dǎo)通電阻增加的課題。而超級(jí)結(jié)結(jié)構(gòu)是排列多個(gè)垂直PN結(jié)的結(jié)構(gòu)，可保持耐壓的同時(shí)降低導(dǎo)通電阻RDS(ON)與柵極電荷量Qg。

另外，內(nèi)部二極管的反向電流irr和反向恢復(fù)時(shí)間trr是作為晶體管的關(guān)斷開關(guān)特性的探討項(xiàng)目。如下面的波形圖所示，基本上超級(jí)結(jié)MOSFET的PN結(jié)面積比平面MOSFET大，因此與平面MOSFET相比，具有trr速度更快、但irr較多的特性。

這種特性作為超級(jí)結(jié)MOSFET的課題在不斷改善，因其高速性和低噪聲特征，超級(jí)結(jié)MOSFET有一些變化。從下篇開始，將介紹每種變化的特征。