功率MOSFET结构及参数解读！

在这篇文章中，小编将对功率MOSFET" target="_blank">MOSFET的相关内容和情况加以介绍以帮助大家增进对它的了解程度，和小编一起来阅读以下内容吧。

一、功率MOSFET结构

功率MOS场效应晶体管也分为结型和绝缘栅型，但通常主要指绝缘栅型中的MOS型（Metal Oxide Semiconductor FET），简称功率MOSFET（Power MOSFET）。结型功率场效应晶体管一般称作静电感应晶体管（Static Induction Transistor——SIT）。其特点是用栅极电压来控制漏极电流，驱动电路简单，需要的驱动功率小，开关速度快，工作频率高，热稳定性优于GTR，但其电流容量小，耐压低，一般只适用于功率不超过10kW的电力电子装置。

功率MOS场效应晶体管的种类：按导电沟道可分为P沟道和N沟道。按栅极电压幅值可分为；耗尽型；当栅极电压为零时漏源极之间就存在导电沟道，增强型；对于N（P）沟道器件，栅极电压大于（小于）零时才存在导电沟道，功率MOSFET主要是N沟道增强型。功率MOSFET场效应管从驱动模式上看，属于电压型驱动控制元件，驱动电路的设计比较简单，所需驱动功率很小。采用功率MOSFET场效应作为开关电源中的功率开关，在启动或稳态工作条件下，功率MOSFET场效应管的峰值电流要比采用双极型功率晶体管小得多。

图1为APT N型沟道功率MOSFET剖面图(本文只讨论N型沟道MOSFET)。在栅极和源极间加正压，将从衬底抽取电子到栅极。如果栅源电压等于或者高于阈值电压，栅极下沟道区域将积累足够多的电子从而产生N型反型层；在衬底形成导电沟道(MOSFET被增强)。电子在沟道内沿任意方向流动。电子从源极流向漏极时，产生正向漏极电流。沟道关断时，正向漏极电流被阻断，衬底与漏极之间的反偏PN结维持漏源之间的电势差。对于N型MOSFET，正向导通时，只有电子流，没有少子。开关速度仅受限于MOSFET内寄生电容的充电和放电速率。因此，开关速率可以很快，开关损耗很低。开关频率很高时，这让功率MOSFET具有很高的效率。

图1：N型沟道MOSFET剖面图。

二、功率MOSFET开态电阻解读

开态电阻RDS(on)主要受沟道、JFET(积累层)、漂移区和寄生效应(多层金属，键和线和封装)等因素的影响电压超过150V时，RDS(on)主要取决于漂移区电阻。

图2：RDS(on)与电流的关系。

高压MOSFET中RDS(on) 与电流的相关较弱。电流增大一倍RDS(on)仅提高了6%，见图2。

图3：RDS(on)与温度的关系。

相反，温度对RDS(on)的影响很大。如图3，温度从25℃升高到125℃，开态电阻提高近一倍。图3中曲线的斜率反映了RDS(on)的温度系数，由于载流子仅为多子，该温度系数永远为正。随着温度的升高，正温度系数将使导通损耗按照I2R增大。

功率MOSFET并联时，正的RDS(on)温度系数可以保证热稳定性，这是其很好的特性。然而，不能保证各分路的电流均匀。这一点容易被误解。MOSFET易于并联正是因为其参数的分布狭窄，特别是RDS(on)。并且与正温度系数相结合，可避免电流独占。

如图4，对于任何给定的芯片尺寸，随着额定电压的增大，RDS(on)也会随之增大。

图4：归一化后的RDS(on)与V(BR)DSS的关系。

对于功率MOS V型和功率MOS 7型MOSFET器件，通过对额定RDS(on)与V(BR)DSS的关系曲线进行拟和，可发现RDS(on)增量与V(BR)DSS的平方成正比。这种非线性关系显示了降低晶体管导通损耗的可能。

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