超結(jié)MOS也是為了解決額定電壓提高而導(dǎo)通電阻增加的問題,超結(jié)結(jié)構(gòu)MOSFET在D端和S端排列多個垂直pn結(jié)的結(jié)構(gòu),其結(jié)果是在保持高電壓的同時實(shí)現(xiàn)了低導(dǎo)通電阻。超級結(jié)的存在突破了硅的理論極限,而且額定電壓越高,導(dǎo)通電阻的下降越明顯。以下圖為例,超結(jié)在S端和D端增加了長長的柱子,形成垂直的PN結(jié),交替排列。N層和P層在漂移層中設(shè)置垂直溝槽,當(dāng)施加電壓時耗盡層水平擴(kuò)展,很快合并形成與溝槽深度相等的耗盡層。耗盡層擴(kuò)展至溝槽間距的一半,因此形成厚度等于溝槽深度的耗盡層。耗盡層的膨脹小且良好,允許漂移層雜質(zhì)濃度增加約5倍,從而可以降低RDS(ON)。功率MOS管選型需根據(jù)應(yīng)用場景、電壓、電流、熱性能等關(guān)鍵參數(shù)綜合考量。南通電動汽車功率器件MOS產(chǎn)品選型價格比較
選擇mos管的重要參數(shù)
選擇MOS時至關(guān)重要的2個參數(shù)是導(dǎo)通電阻Rds(on) 和柵極電荷 Qg。決定 MOSFET 性能的其他一些重要參數(shù)是擊穿電壓、BVDSS 和體漏極二極管,當(dāng)器件用作功率二極管時必須考慮這些參數(shù),例如在同步續(xù)流操作模式下,以及可能影響開關(guān)時間和電壓尖峰的固有電容。
1、導(dǎo)通電阻,RDS(on)表示 MOS管 處于導(dǎo)通狀態(tài)時漏極和源極端子之間的電阻。傳導(dǎo)損耗取決于它,RDS(on) 的值越低,傳導(dǎo)損耗越低。
2、總柵極電荷,QG表示柵極驅(qū)動器打開/關(guān)閉器件所需的電荷。
3、品質(zhì)因數(shù),F(xiàn)oM是 RDS(on) 和 QG 的乘積,說明了 MOSFET 的傳導(dǎo)損耗和開關(guān)損耗。因此,MOS管 的效率取決于 RDS(on) 和 QG。
4、擊穿電壓,BVDSS 溫州推薦功率器件MOS產(chǎn)品選型芯片微型化設(shè)備則依賴超小封裝的SOT-23或QFN。實(shí)際設(shè)計中還需結(jié)合PCB布局、生產(chǎn)工藝和供應(yīng)鏈情況綜合決策。
電力電子器件正沿著大功率化、高頻化、集成化的方向發(fā)展。80年代晶閘管的電流容量已達(dá)6000安,阻斷電壓高達(dá)6500伏。但這類器件工作頻率較低。提高其工作頻率,取決于器件關(guān)斷期間如何加快基區(qū)少數(shù)載流的復(fù)合速度和經(jīng)門極抽取更多的載流子。降低少子壽命雖能有效地縮短關(guān)斷電流的過程,卻導(dǎo)致器件導(dǎo)通期正向壓降的增加。因此必須兼顧轉(zhuǎn)換速度和器件通態(tài)功率損耗的要求。80年代這類器件的比較高工作頻率在 10千赫以下。雙極型大功率晶體管可以在100千赫頻率下工作,其控制電流容量已達(dá)數(shù)百安,阻斷電壓1千多伏,但維持通態(tài)比其他功率可控器件需要更大的基極驅(qū)動電流。由于存在熱激發(fā)二次擊穿現(xiàn)象,限制抗浪涌能力。進(jìn)一步提高其工作頻率仍然受到基區(qū)和集電區(qū)少子儲存效應(yīng)的影響。70年代中期發(fā)展起來的單極型MOS功率場效應(yīng)晶體管, 由于不受少子儲存效應(yīng)的限制,能夠在兆赫以上的頻率下工作。這種器件的導(dǎo)通電流具有負(fù)溫度特性,不易出現(xiàn)熱激發(fā)二次擊穿現(xiàn)象;需要擴(kuò)大電流容量時,器件并聯(lián)簡單,具有線性輸出特性和較小驅(qū)動功率;在制造工藝上便于大規(guī)模集成。但通態(tài)壓降較大,制造時對材料和器件工藝的一致性要求較高。到80 年代中、后期電流容量*達(dá)數(shù)十安,阻斷電壓近千伏。
平面結(jié)構(gòu)晶體管的缺點(diǎn)是如果提高額定電壓,漂移層會變厚,因此導(dǎo)通電阻會增加。MOSFET的額定電壓取決于垂直方向的漂移區(qū)的寬度和摻雜參數(shù)。為了提高額定電壓等級,通常增加漂移區(qū)的寬度同時降低摻雜的濃度,但會造成MOSFET的導(dǎo)通電阻大幅增加。同時,也是為了克服平面MOSFET的局限性,超結(jié)MOSFET應(yīng)運(yùn)而生。超結(jié)MOSFET利用了一種創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)設(shè)計,明顯降低了導(dǎo)通電阻,同時維持了高擊穿電壓。那么,接下來要重點(diǎn)討論超結(jié)MOSFET(super junction mosfet)。
超結(jié)MOS(Super Junction Metal-Oxide-Semiconductor,簡稱SJ-MOS)是電力電子領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的一類功率器件,其主要特征是在傳統(tǒng)MOSFET基礎(chǔ)上引入了超結(jié)結(jié)構(gòu),使其在高電壓、大電流條件下具備更優(yōu)越的性能。超結(jié)MOS器件相較于傳統(tǒng)的MOSFET有著更低的導(dǎo)通電阻和更高的耐壓性能,廣泛應(yīng)用于高效能電力轉(zhuǎn)換領(lǐng)域,如開關(guān)電源、逆變器、電動汽車、光伏發(fā)電等。 電力電子器件又稱為功率半導(dǎo)體器件,主要用于電力設(shè)備的電能變換和控制電路方面大功率的電子器件.
功率器件的分類定義
一、主要分類?按器件的結(jié)構(gòu)劃分??二極管?:如整流二極管、快恢復(fù)二極管,用于單向?qū)щ娕c電壓鉗位;?
晶體管?:含雙極結(jié)型晶體管(BJT)、MOSFET、IGBT等,兼具開關(guān)與控制功能;?
晶閘管?:包含可控硅(SCR)、雙向晶閘管(TRIAC),適用于大功率交流控制。?
按功率等級劃分??低壓小功率?:如消費(fèi)電子中的驅(qū)動器件;?中高功率?:工業(yè)變頻器、電機(jī)控制器;?高壓大功率?:新能源發(fā)電、特高壓輸電系統(tǒng)。 DFN(Dual Flat Non-leaded) 無引腳扁平封裝,引腳從底部引出,寄生電感低于QFN(如筆記本電腦電源)。無錫領(lǐng)域功率器件MOS產(chǎn)品選型批發(fā)價
半導(dǎo)體,這一在我們?nèi)粘I钪胁豢苫蛉钡钠骷鋺?yīng)用多元且功能多樣.南通電動汽車功率器件MOS產(chǎn)品選型價格比較
超結(jié)MOSFET的優(yōu)勢
1、導(dǎo)通電阻大幅降低超結(jié)結(jié)構(gòu)***降低了高電壓應(yīng)用中的導(dǎo)通電阻,減少了功率損耗,提高了能效。
2、耐壓性能優(yōu)異通過優(yōu)化電場分布,超結(jié)MOS在提高耐壓的同時避免了導(dǎo)通電阻的急劇增加,使其在高電壓應(yīng)用中更具優(yōu)勢。
3、高頻開關(guān)性能優(yōu)越得益于超結(jié)結(jié)構(gòu)的設(shè)計,超結(jié)MOS具備出色的開關(guān)速度,適用于高頻開關(guān)電源和逆變器等應(yīng)用。
4、工藝成熟,生產(chǎn)成本逐步降低隨著工藝的不斷成熟和批量生產(chǎn)能力的提升,超結(jié)MOS的生產(chǎn)成本逐步降低,推動了其在更多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。超結(jié)MOS的工藝雖然復(fù)雜,但其***的性能提升使其在電力電子領(lǐng)域成為不可或缺的器件,特別是在需要高效率、高功率密度和低能耗的應(yīng)用場景中。 南通電動汽車功率器件MOS產(chǎn)品選型價格比較