CoolMOSFET与的其他MOSFET的区别
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Cool MOSFET与的其他M OSFET的区别
MOSFET的发展大致分为三个阶段，第一个阶段是采用平面水平沟道的M OSFET，第二个阶段是垂直导电型M OSFE T（VMOSFE T），第三个阶段是沟道式栅极M OSFET 和Coo l MOSFET。
1．结构上的区别
平面水平沟道的MOSFET的结构如图1所示。
图1 平面水平沟道的MOSFET
它的源极S、漏极D和栅极G都处在硅单晶的同一侧，当栅极处于适当正电位时，其二氧化硅层下面的晶体表面区由P型变为N型（反型层），形成N型导电沟道。
平面水平沟道的MOSFET在LS I（大规模集成电路）里得到了广泛的应用。
MOSFET的理论里，要得到大的功率处理能力，要求有很高的沟道宽长比W/L，而平面水平沟道的MO S FET的沟道长L不能太小，因此只能增大芯片面积，这很不经济。
所以其一直停留在几十伏电压，几十毫安电流的水平。
平面水平沟道的MOSFET的大功率处理能力的低下促使了垂直导电型MOSFET （VMOSFE T）的出现，VMOSFE T分为VV MOSFE T和VDM OSFET两种结构，比较常用的是V DMOSFET，其结构如图2、3所示。
图2 VVMOSF ET结构图
图3 VDMOSF ET结构图
VVMOSF ET是利用V型槽来实现垂直导电的，当Vgs大于0时，在V型槽外壁与硅表面接触的地方形成一个电场，P区和N＋区域的电子受到吸引，当Vgs足够大时，就会形成N型导电沟道，使漏源极之间有电流流过。
VDMOSF ET的栅极结构为平面式，当Vgs足够大时，两个源极之间会形成N型导电沟道，使漏源极之间有电流流过。
VDMOSF ET比VV MOSFE T更易获得高的耐压和极限频率，因此在大功率场合得到更多应用，我们在整流模块中常用的M OSFET都是VD MOSFE T。
在高截止电压的VDMOSFET中，通态电阻的95％由N－外延区的电阻决定。
因此，为了降低通态电阻，人们想了种种办法来降低N－外延区的电阻，有两种方法得到应用，这就是沟道式栅极MOSFET和C ool MOSFET，它们的结构分别如图4、5所示。
图4 沟道式栅极M OSFET结构图
沟道式栅极M OSFET是将VDM OSFET中的“T”导电通路缩短为两条平行的垂直型导电通路，从而降低通态电阻。
图5 Cool MOSFET结构图
Cool MOSFET则是两个垂直P井条之间的垂直高掺杂N＋扩散区域为电子提供了低阻通路，从而降低通态电阻。
较低浓度的两个垂直P井条主要是为了耐压而设计的。
Cool MOSFET的通态电阻为普通的V DMOSF ET的1/5，开关损耗因此减为普通的VDMOSFET的1/2，但是Cool MOSFET固有的反向恢复特性的动态特性不佳。
2．主要电气性能比较
Cool MOSFET和其他MOSFET种类繁多，为了能有一个直观的印象，现对SPP20N60CFD（Cool MOSFET）、IRFP460LC、IRFPC60LC、IXFH40N50进行主要电气性
从表1可以看出，Cool MOSFET的优点是：1、通态电阻小，通态损耗小 2、同等功率下封装小，有利于电源小型化3、栅极开启电压限高，抗干扰能力强4、栅极电荷小，驱动功率小 5、节电容小，开关损耗小。
Cool MOSFET的缺点是：1、热阻大，同等耗散功率下温升高 2、能通过的直流电流和脉冲电流小。
3．主要电气性能差异的原因
Cool MOSFET和其他MOSFET主要电气性能上的差异是由它们结构上的差异导致的，下面对此进行分析，由于水平有限，有不少错漏之处，请批评指正！
参考文献：
1．《高频功率电子学》，蔡宣三，科学出版社。
2．《功率MOS器件的结构与性能》，华伟，通信电源技术。