基于功率MOSFET设计考量

用作功率开关的MOSFET

随着数十年来器件设计的不断优化，功率MOSFET晶体管带来了新的电路拓扑和电源效率的提升。功率器件从电流驱动变为电压驱动，加快了这些产品的市场渗透速度。上世纪80年代，平面栅极功率MOSFET首度面向高压器件，BVDSS电压范围达到500-600V，取得市场的成功。在这个时期，功率MOSFET的传导损耗主要取决于沟道密度、结型场效应管(JFET)阻抗和外延阻抗(参见图1)。随着半导体行业光刻设备越来越精密，提高了晶体管单元密度，传导损耗因而得以改善。光刻设备能够实现更高的单元密度，同时也促使功率MOSFET的BVDSS范围成功地下降到100V以内，实现了新的汽车电子、电源和电机控制应用。高压MOSFET的传导损耗问题也就转移到外延设计之上。另一方面，MOSFET器件在降压转换器中的使用，以及更宽的电源电压范围(30V)要求，激发了市场对更高性能器件的需求。