MOSFET的原理

MOSFET的原意是：MOS（MetalOxideSemiconductor金屬氧化物半導(dǎo)體），F(xiàn)ET（FieldEffectTransistor場效應(yīng)晶體管），即以金屬層（M）的柵極隔著氧化層（O）利用電場的效應(yīng)來控制半導(dǎo)體（S）的場效應(yīng)晶體管。

功率場效應(yīng)晶體管也分為結(jié)型和絕緣柵型,但通常主要指絕緣柵型中的MOS型（MetalOxideSemiconductorFET）,簡稱功率MOSFET（PowerMOSFET）。結(jié)型功率場效應(yīng)晶體管一般稱作靜電感應(yīng)晶體管（StaticInductionTransistor——SIT）。其特點是用柵極電壓來控制漏極電流，驅(qū)動電路簡單，需要的驅(qū)動功率小，開關(guān)速度快，工作頻率高，熱穩(wěn)定性優(yōu)于GTR，但其電流容量小，耐壓低，一般只適用于功率不超過10kW的電力電子裝置。 它屬于金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（MOSFET）的一種，具有驅(qū)動電路簡單、開關(guān)速度快、工作頻率高等特點。無錫20V至100V N+P MOSFET功率器件MOS產(chǎn)品選型晶圓

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封裝選擇關(guān)鍵因素

功率需求高功率（>100W）：TO-247、TO-220、D2PAK。

中低功率（<100W）：DPAK、SO-8、QFN。

**功率（信號級）：SOT-23、SC-70。

散熱條件

需要強制散熱或大面積PCB銅箔散熱時，優(yōu)先選帶散熱片的封裝（如TO-247、D2PAK）。

自然散熱場景可選SO-8或QFN（需優(yōu)化PCB散熱設(shè)計）。

空間限制

緊湊型設(shè)備（如手機、穿戴設(shè)備）：QFN、SOT-23。

工業(yè)設(shè)備或電源模塊：TO系列或D2PAK。

高頻性能

高頻應(yīng)用（>1MHz）：QFN、DirectFET、SO-8（低寄生電感/電容）。

低頻應(yīng)用（如開關(guān)電源）：TO系列或DPAK。

安裝方式

插件焊接（THT）：TO-220、TO-247。

貼片焊接（SMT）：DPAK、SO-8、QFN（適合自動化生產(chǎn)）。

成本與量產(chǎn)

低成本需求：TO-220、SOT-23。

高性能需求：DirectFET、QFN（成本較高，但性能優(yōu)）。 廣州PD 快充功率器件MOS產(chǎn)品選型產(chǎn)品選型功率器件廣泛應(yīng)用于需高效電能轉(zhuǎn)換的場景。

功率場效應(yīng)晶體管也分為結(jié)型和絕緣柵型,但通常主要指絕緣柵型中的MOS型（MetalOxideSemiconductorFET）,簡稱功率MOSFET。

功率MOSFET的結(jié)構(gòu)和工作原理

功率MOSFET的種類：按導(dǎo)電溝道可分為P溝道和N溝道。按柵極電壓幅值可分為；耗盡型；當(dāng)柵極電壓為零時漏源極之間就存在導(dǎo)電溝道，增強型；對于N（P）溝道器件，柵極電壓大于（小于）零時才存在導(dǎo)電溝道，功率MOSFET主要是N溝道增強型。

功率MOSFET的結(jié)構(gòu)

功率MOSFET的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和電氣符號；其導(dǎo)通時只有一種極性的載流子（多子）參與導(dǎo)電，是單極型晶體管。導(dǎo)電機理與小功率MOS管相同，但結(jié)構(gòu)上有較大區(qū)別，小功率MOS管是橫向?qū)щ娖骷β蔒OSFET大都采用垂直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，又稱為VMOSFET（VerticalMOSFET），**提高了MOSFET器件的耐壓和耐電流能力。

各種電力電子器件均具有導(dǎo)通和阻斷兩種工作特性。功率二極管是二端(陰極和陽極)器件，其器件電流由伏安特性決定，除了改變加在二端間的電壓外，無法控制其陽極電流，故稱不可控器件。普通晶閘管是三端器件，其門極信號能控制元件的導(dǎo)通，但不能控制其關(guān)斷，稱半控型器件。可關(guān)斷晶閘管、功率晶體管等器件，其門極信號既能控制器件的導(dǎo)通，又能控制其關(guān)斷，稱全控型器件。后兩類器件控制靈活，電路簡單，開關(guān)速度快，廣泛應(yīng)用于整流、逆變、斬波電路中，是電動機調(diào)速、發(fā)電機勵磁、感應(yīng)加熱、電鍍、電解電源、直接輸電等電力電子裝置中的重要部件。這些器件構(gòu)成裝置不僅體積小、工作可靠，而且節(jié)能效果十分明顯(一般可節(jié)電10%～40%)。功率器件幾乎用于所有的電子制造業(yè)。

SGT MOS結(jié)構(gòu)優(yōu)勢電場優(yōu)化與高耐壓：

屏蔽柵的電場屏蔽作用：屏蔽柵將漏極的高電場從控制柵下方轉(zhuǎn)移至溝槽側(cè)壁，避免柵氧化層因電場集中而擊穿。橫向電場均勻化：通過電荷平衡技術(shù)（類似超結(jié)原理），漂移區(qū)的電場分布從傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的“三角形”變?yōu)椤熬匦巍保?**提升擊穿電壓（BV）。

BV提升實例：在相同外延層參數(shù)下，SGT的BV比傳統(tǒng)溝槽MOS提高15%-25%（例如原設(shè)計100V的器件可達120V）。低導(dǎo)通電阻（Rds(on)）：垂直電流路徑：消除平面MOS中的JFET效應(yīng)，漂移區(qū)電阻（Rdrift）降低40%-60%。短溝道設(shè)計：分柵結(jié)構(gòu)允許更短的溝道長度（可至0.1μm以下），溝道電阻（Rch）降低30%-50%。 MOS管封裝是芯片穩(wěn)定工作的關(guān)鍵，提供保護、散熱與電氣連接。嘉興應(yīng)用功率器件MOS產(chǎn)品選型工藝

MOS管封裝技術(shù)也直接影響到芯片的性能和品質(zhì)，對同樣的芯片以不同形式的封裝，也能提高芯片的性能。無錫20V至100V N+P MOSFET功率器件MOS產(chǎn)品選型晶圓

超結(jié)MOS的特點:

1、低導(dǎo)通電阻通過在縱向結(jié)構(gòu)中引入多個P型和N型層的超結(jié)設(shè)計，極大地降低了功率器件的導(dǎo)通電阻，在高電壓應(yīng)用中尤為明顯。

2、高耐壓性傳統(tǒng)MOSFET在提高耐壓的同時會增加導(dǎo)通電阻，而超結(jié)結(jié)構(gòu)通過優(yōu)化電場分布，使其在保持高耐壓的同時仍能保持較低的導(dǎo)通電阻。

3、高效率超結(jié)MOS具有較快的開關(guān)速度和低損耗特性，適用于高頻率、高效率的電力轉(zhuǎn)換應(yīng)用。

4、較低的功耗由于導(dǎo)通電阻和開關(guān)損耗的降低，超結(jié)MOS在工作時的能量損耗也明顯減少，有助于提高系統(tǒng)的整體能效。 無錫20V至100V N+P MOSFET功率器件MOS產(chǎn)品選型晶圓