关于超结MOSFET

                         ABOUT SUPER JUNCTION MOSFET

针对电子产品节能降耗，提高电能使用效率（开通时电能转换效率要高及待机功要小）的现实要求，推动了功率半导体器件技术与产业的高速发展。功率MOSFET做为电力电子的核心器件，广泛应用于消费电子，尤其是便携电子产品、主板、计算机类电源适配器、LED、LCD TV、工业控制、汽车电子等各个领域。

传统的VDMOS器件，用漂移层作电压支持层，其导通电阻主要就是漂移层电阻。漂移层的耐压能力由其厚度和掺杂浓度决定。所以，为了提高击穿电压，必须同时增加漂移层厚度和降低其掺杂浓度。这就使得漂移层的电阻不断增加，在导通状态时（尤其是高压时），漂移层电阻RD占导通电阻的主要部分。如击穿电压为600V的VDMOS，其漂移层电阻RD 占导通电阻的95%以上。

为解决传统VDMOS导通电阻与器件耐压之间的矛盾，超结MOS逐步被开发，在1998年由德国英飞凌公司先完成商业化。在超结MOSFET中，PN柱构成的超结结构设置在器件漂移层中，当器件外加反向偏置电压时，将产生一个横向电场，使漂移层中的PN对耗尽，所产生的耗尽层做为器件的耐压层。由于提高器件耐压不再依靠降低漂移层浓度，因此可以极大的提高器件漂移层浓度，降低器件的导通电阻。

经过十多年的发展，目前国外已有多家半导体公司开发出超结MOSFET系列产品，如英飞凌、意法、仙童和东芝，只不过各公司的超结MOSFET产品系列命名不同，其中主要产品是英飞凌公司的CooLMOS^TM。

超结MOSFET有哪些优点呢？

与传统的VDMOS相比，超结MOSFET具有导通电阻低、开关速度快、芯片体积小、发热低的特点。一般来说，相同电流、电压规格的超结MOSFET导通电阻仅为传统VDMOS的一半左右，器件开通和关断速度较传统VDMOS下降30%以上。这些特点可以使超结MOSFET在替代传统VDMOS时具有更好的温升和效率表现，一般来说，使用超结MOSFET后，电源效率可以上升1～2百分点。同时超结MOSFET也完全可以与驱动IC一起进行集成封装，大幅度降低产品体积。

超结MOSFET在应用中有哪些注意事项呢？

由于超结MOSFET芯片开关速度较快，因此在直接替代传统VDMOS时，如果对驱动电路不做任何更改的话，容易产生器件开关过快，dV/dt偏大，造成器件关断时过冲电压偏高或电路EMI等问题。因此，建议将传统VDMOS替代为超结MOSFET时，适当增大栅极驱动电阻，尤其是关断驱动电阻。此外，在对EMI比较敏感的电路中，也可以在器件栅极管脚上套磁珠来降低系统EMI。

如果说超结MOSFET缺点是什么，恐怕最大的缺点就是“贵”了。这也是超结MOSFET虽然性能优势明显，但十余年来在国内应用只停留在个别高端领域的原因。这是因为超结MOSFET都来自国外大公司进口，产品价格难于降低。国内企业在超结MOS研发上也取得了很大进展，并在众多重要产品和领域上得到广泛应用。