基于超级结技术的功率MOSFET已成为高压开关转换器领域的业界规范。它们提供更低的RDS(on),同时具有更少的栅极和和输出电荷,这有助于在任意给定频率下保持更高的效率。在超级结MOSFET出现之前,高压器件的主要设计平台是基于平面技术。但高压下的快速开关会产生AC/DC电源和逆变器方面的挑战。从平面向超级结MOSFET过渡的设计工程师常常为了照顾电磁干扰(EMI)、尖峰电压及噪声考虑而牺牲开关速度。本应用指南将比较两种平台的特征,以便充分理解和使用超级结技术的优点。
为了理解两种技术的差异,我们需要从基础开始。图1a显示了一种传统平面式高压MOSFET的简单结构。平面式MOSFET通常具有高单位芯片面积漏源导通电阻,并伴随相对更高的漏源电阻。使用高单元密度和大管芯尺寸可实现较低的RDS(on)值。但大单元密度和管芯尺寸还伴随高栅极和输出电荷,这会增加开关损耗和成本。另外还存在对于总硅片电阻能够达到多低的限制。器件的总RDS(on)可表示为通道、epi和衬底三个分量之和:
RDS(on) = Rch + Repi + Rsub
图1a – 传统平面式MOSFET结构
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