文档介绍：沟槽栅低压功率MOSFET的发展
吴晓鹏
功率器件与功率集成电路研究室
提纲
1、功率半导体器件的发展
2、功率MOSFET的发展方向
3、沟槽栅低压功率MOSFET性能的优化
1、功率半导体器件的发展
第一阶段:60~70年代
--晶闸管、功率二极管、大功率达林顿管
第二阶段:80~90年代
--MOSFET
第三阶段:21世纪前后
--与微电子工艺技术相结合
2、功率MOSFET的发展方向
SuperJunction
低压和超低压
--极低的通态电阻
--较高的开关速度
高压和超高压
--较高的耐压
--较低的通态电阻
、低压功率MOSFET
要求--原胞尺寸更小
应用--4C产业
-Communication
-Computer
-Consumer
-Car
电压调节模块VRM--Voltage Regulator Modules
、低压功率MOSFET
Q1---ControlFET
为微处理器供电的单相同步降压型Buck电路
Q2---SyncFET
、低压功率MOSFET
High side--Q1
开关损耗>>传导损耗
高的开关速度
Low side--Q2
传导损耗>>开关损耗
低的通态电阻
、低压功率MOSFET
漏源通态比电阻(specific on-resistance)
Rds(on)
mΩ•mm2
单位面积栅极电荷
Qg
nC/mm2
FOM—Figure of Merit
FOM=Rds(on)×Qg
与面积无关
、低压功率MOSFET
High side--Q1
开关损耗>>传导损耗
高的开关速度
Low side--Q2
传导损耗>>开关损耗
低的通态电阻
Lower Qg
Lower Rds(on)
Lower FOM
3、沟槽栅低压功率MOSFET性能的优化
减小漏源通态电阻Rds(on)
减小优值FOM