SJ-MOS与VDMOS动态性能比较

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超结MOSFET与平面VDMOS

Source n+
p+
SJ MOS 超结
MGaOteSFET Source
n+
p+
p
n epi
p
n+ sub Drain
7
制造工艺 VDMOS Vs SJ MOS
平面VDMOS
超结MOS 多次外延工艺
超结MOS 深沟槽工艺
特征导通电阻Rsp对比
30
25
VD MOSFET
Ron x A ~ V(BR)DSS2,4...2,6
19
FOM(=Qg*RDS(on))对比（SJ MOS Vs. GaN MOS）
18
16.53
16 14
12
10
8
6
4
2
0 Gen 1
600V/0.19Ω
11.97
6.368 4.32
Gen 2
600V/0.19Ω
Gen 2.5
600V/0.374
GaN MOSFET 600V/0.22Ω
20
封装形式对比
21
谢谢！
平面VD MOSFET剖面图
Planar MOSFET RDS(on) 构成及分布
平面VD MOSFET导通电阻构成
不同电压等级平面MOSFET Rdson分布
VD MOS 和SJ MOS的剖面图对比
Source n+
p+
平面MOS VD MOSFET
Gate
Source n+
p+
n epi
n+ sub Drain
开关过程对比（相同Rdson）
15
典型波形频谱分析

超级结mos与沟槽mos

超级结mos与沟槽mos超级结MOSFET（SJ-MOS）和沟槽MOSFET都是MOSFET（金属-氧化物-半导体场效应晶体管）的改进型，它们在结构和工作原理上有一定差异，以下为它们的主要区别：1. 结构特点：超级结MOSFET（SJ-MOS）：- SJ-MOS在N层具有柱状P层（P柱层）。

P层和N层交替排列。

- 通过施加VDS，耗尽层在N层中扩展，但其在SJ-MOS中的扩展受到P柱的限制。

- SJ-MOS结构在保持高电压的同时实现了低导通电阻。

沟槽MOSFET：- 沟槽MOSFET的主要特点是具有沟槽结构，沟槽两侧分别为N层和P层。

- 栅极通过沟槽与源极和漏极相连，从而降低了栅极电荷。

- 沟槽MOSFET的制造工艺相较于常规MOSFET更加复杂，主要体现在沟槽的填充外延制造方法上。

2. 工作原理：超级结MOSFET（SJ-MOS）：- SJ-MOS在正向导通时，P柱起到降低导通电阻的作用。

- 在反向阻断时，P柱限制了耗尽层的扩展，从而提高了隔离电压。

- SJ-MOS具有低导通电阻、高开关速度、低栅极电荷等优点。

沟槽MOSFET：- 沟槽MOSFET在工作过程中，栅极通过沟槽与源极和漏极相连，形成低电阻通道。

- 沟槽MOSFET在关断状态下，栅极与沟槽之间的氧化层能够有效抑制栅极电压对漏极电流的影响。

- 沟槽MOSFET具有较低的导通电阻和较高的阻断电压。

应用领域：超级结MOSFET（SJ-MOS）和沟槽MOSFET均适用于高压（600V-800V）领域，主要应用于电机驱动系统、逆变器系统和电源管理系统等大功率电源应用。

其中，SJ-MOS在大功率电源应用领域具有较高的效率和可靠性，如太阳能逆变器、电动汽车驱动电源等。

沟槽MOSFET则在常规电源应用中表现出较低的导通电阻和较高的阻断电压，有助于提高系统性能。

总之，超级结MOSFET和沟槽MOSFET都是针对传统MOSFET的优化结构，它们在不同的应用领域具有各自的优势。

COOLMOS与VDMOS的结构差异

COOLMOS在电源上的应用已经初具规模，向英飞凌的产品已经全为COOLMOS系列，在电源开发的过程中选用COOLMOS应该注意什么呢？COOLMOS与VDMOS的结构差异为了克服传统MOS导通电阻与击穿电压之间的矛盾，一些人在VDMOS基础上提出了一种新型的理想器件结构，称为超结器件或COOLMOS，COOLMOS的结构如图2所示，其由一些列的P型和N型半导体薄层交替排列组成。

在截止态时，由于P型和N型层中的耗尽区电场产生相互补偿效应，使P型和N型层的掺杂浓度可以做的很高而不会引起器件击穿电压的下降。

导通时，这种高浓度的掺杂可以使其导通电阻显著下降，大约有两个数量级。

因为这种特殊的结构，使得COOLMOS的性能优于传统的VDMOS.对于常规VDMOS器件结构，Rdson与BV这一对矛盾关系，要想提高BV，都是从减小EPI 参杂浓度着手，但是外延层又是正向电流流通的通道，EPI参杂浓度减小了，电阻必然变大，Rdson就大了。

Rdson直接决定着MOSFET单体的损耗大小。

所以对于普通VDMOS，两者矛盾不可调和，这就是常规VDMOS的局限性。

但是对于COOLMOS，这个矛盾就不那么明显了。

通过设置一个深入EPI的的P区，大大提高了BV，同时对Rdson上不产生影响。

对于常规VDMOS，反向耐压，主要靠的是N 型EPI与body区界面的PN结，对于一个PN结，耐压时主要靠的是耗尽区承受，耗尽区内的电场大小、耗尽区扩展的宽度的面积。

常规VDSMO，P body浓度要大于N EPI，大家也应该清楚，PN结耗尽区主要向低参杂一侧扩散，所以此结构下，P body区域一侧，耗尽区扩展很小，基本对承压没有多大贡献，承压主要是P body－－N EPI在N型的一侧区域，这个区域的电场强度是逐渐变化的，越是靠近PN结面，电场强度E越大。

对于COOLMOS 结构，由于设置了相对P body浓度低一些的P region区域，所以P区一侧的耗尽区会大大扩展，并且这个区域深入EPI中，造成了PN结两侧都能承受大的电压，换句话说，就是把峰值电场Ec由靠近器件表面，向器件内部深入的区域移动了。

vdmos工作原理

vdmos工作原理VDMOS工作原理VDMOS，即Vertical Double-diffused Metal Oxide Semiconductor，是一种常用的功率MOSFET器件，其工作原理在现代电子设备中扮演着重要的角色。

VDMOS器件具有较低的导通电阻和较高的开关速度，常被用于功率放大器和开关电路中。

VDMOS器件的工作原理可以简单描述为：当施加在栅极上的电压足够大时，栅极和沟道之间的绝缘层（氧化层）将被击穿，形成一个导电通道。

此时，电荷可以从源极流向漏极，实现器件的导通。

而当栅极上的电压降低时，绝缘层恢复，导电通道断开，器件停止导通。

在VDMOS器件中，电荷主要通过沟道和漏极之间的PN结进行传输。

当栅极施加正向电压时，N型沟道中的载流子受到驱动，形成导电通道。

而当栅极施加负向电压时，沟道中的载流子被排斥，导通通道断开。

这种通过控制栅极电压来控制沟道导通的方式，使得VDMOS器件可以实现高效的功率控制。

除了栅极控制外，VDMOS器件中还有漏源极之间的电场效应。

当器件导通时，漏极和源极之间形成的电场可以影响沟道中的载流子移动，从而影响器件的导通特性。

这种电场效应可以通过器件的结构设计和工艺优化来进行调节，以实现更好的性能表现。

总的来说，VDMOS器件的工作原理基于栅极控制和电场效应，通过控制栅极电压和优化器件结构，实现高效的功率控制和开关特性。

在实际应用中，VDMOS器件广泛用于各种功率电子设备中，如电源管理、电动汽车控制、工业自动化等领域，为现代电子技术的发展提供了重要支持。

总的来说，VDMOS器件的工作原理基于栅极控制和电场效应，通过控制栅极电压和优化器件结构，实现高效的功率控制和开关特性。

在实际应用中，VDMOS器件广泛用于各种功率电子设备中，如电源管理、电动汽车控制、工业自动化等领域，为现代电子技术的发展提供了重要支持。

vdmos名词解释

vdmos名词解释
VDMOS是Vertical Double-diffused Metal-Oxide-Semiconductor的缩写，中文意思为垂直双扩散金属氧化物半导体
器件。

VDMOS是一种常见的功率MOSFET（金属氧化物半导体场效应
晶体管）结构，常用于功率放大器和开关电路中。

它的结构特点是
在P型衬底上沉积N型外延层，并在N型外延层上再沉积P型扩散层，形成N-P-P+的结构。

VDMOS具有低导通电阻、高开关速度和良
好的耐压特性，因此在功率电子器件中得到广泛应用。

从物理结构来看，VDMOS具有垂直结构，电流主要是在垂直方
向上流动，因此具有较大的功率承受能力。

另外，VDMOS的栅极结
构和电荷平衡设计使得其在高频开关应用中具有较好的性能。

此外，VDMOS还具有较好的热特性，能够在高温环境下工作。

总的来说，VDMOS器件因其结构特点和性能优势，在功率电子
领域得到广泛应用，包括电源管理、电动车控制、工业控制等领域。

希望这些信息能够全面回答你的问题。

功率半导体器件发展概述

中国电工技术学会电力电子学会第十届学术年会论文集
相互交叠的 SJ 结构中的电场分布，使传统 VDMOS 中击穿盾关系，所以，国际上对横向 SJ(SJ-LDMOS)研究也是一个热点。
图 1 纵向 Super Junction 结构
功率半导体器件的半导体衬底材料是影响功率器件发展的基础，下面分别以目前应用和研究最广泛的硅基和 SOI(SOI，Silicon-On-Insulator)基为例对功率器件的发展作简单的概述。 2.1 硅基功率器件
硅基功率器件是第一代半导体功率器件，在对硅、
锗材料以及与之形成界面的氧化物、硅/金属研究成熟的基础上，出现了功率晶闸管、功率二极管、功率 MOS、 IGBT 等。功率二极管是功率半导体器件的重要分支。目前商业化的功率二极管主要是 PiN 功率二极管和肖特基势垒功率二极管（SBD）[2]。前者有着耐高压、大电流、低泄漏电流和低导通损耗的优点，但电导调制效应在漂移区中产生的大量少数载流子降低了关断速度，限制了电力电子系统向高频化方向发展。具有多数载流子特性的肖特基势垒功率二极管有着极高的开关频率，但其串联的漂移区电阻有着与器件耐压成 2.5 次方的矛盾关系，阻碍了肖特基势垒功率二极管的高压大电流应用，加之肖特基势垒功率二极管极差的高温特性、大的泄漏电流和软击穿特性，使得硅肖特基势垒功率二极管通常只工作在 200 伏以下的电压范围内。
SOI 高压器件作为 SOI SPIC 的核心器件，其击穿电压取决于横向击穿电压和纵向击穿电压的较低者。由于常规 SOI 结构埋层限制耗尽区向衬底扩展，衬底不能参与耐压，同时基于隔离和散热的考虑，顶层硅和埋氧层都不能做得太厚，因而 SOI 器件的纵向耐压成为限制 SOI 技术在功率集成电路领域应用的主要因素。在最近的 20 年中人们提出了一系列的新技术和新结构[9-10]，分别从横向和纵向来提高 SOI 高压器件的击穿电压。我们通过对 SOI 中介质层中电场和击穿电压的分析，提出了一种提高器件纵向耐压的新技术－介质场增强技术（EnbilfBuried Insulator Layer Field），这种技术通过在传统 SOI 埋层（I 层）中引入低介电系数的材料或通过使用图形化的结构突破了传统 SOI 结构中受界面电荷为零时的 3 倍电场关系，通过 Enbilf 技术，使 I 层中的电场大大提高，纵向击穿电压达到设计的要求。 3 SJ(Super Junction)型功率半导体器件发展展望

场效应晶体管

场效应晶体管一、场效应晶体管概述场效应晶体管(FET)简称场效应管，它属于电压控制型半导体器件，具有输入电阻高（108～109Ω）、噪声小、功耗低、温度系数低、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点，现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者。

场效应管工作时只有一种极性的载流子参与导电，所以场效应管又称为单极型晶体管。

场效应管分结型、绝缘栅型两大类。

结型场效应管（JFET）因有两个PN结而得名，绝缘栅型场效应管（IGFET）则因栅极与其它电极完全绝缘而得名。

目前在绝缘栅型场效应管中，应用最为广泛的是MOS场效应管，简称MOS管（即金属-氧化物-半导体场效应管MOSFET）；此外还有PMOS、NMOS和VMOS功率场效应管，以及最近刚问世的πMOS场效应管、VMOS功率模块等。

按沟道半导体材料的不同，结型和绝缘栅型各分N沟道和P沟道两种。

若按导电方式来划分，场效应管又可分成耗尽型与增强型。

结型场效应管均为耗尽型，绝缘栅型场效应管既有耗尽型的，也有增强型的。

二、场效应晶体管与半导体晶体管的异同1、外形相同场效应晶体管与半导体晶体管（双极晶体管）的封装外形基本相同，也有B型、F型、G型、TO-3型金属封装外形和S-1型、S-2型、S-4型、TO-92型、CPT型、TO-126型、TO-126FP 型、TO-202型、TO-220型、TO-247型、TO-3P型等塑料封装外形。

2、结构及工作原理不同场效应晶体管属于电压型控制器件，它是依靠控制电场效应来改变导电沟道多数载流子（空穴或电子）的漂移运动而工作的，即用微小的输入变化电压V G来控制较大的沟道输出电流I D，其放大特性（跨导）G M=I D/V G；半导体晶体管属于电流通渠道型控制器件，它是依靠注入到基极区的非平衡少数载流子（电子与空穴）的扩散运动而工作的，即用微小的输入变化电流I b控制较大的输出变化电流I c，其放大倍数β=I c/I b。

vdmos工作原理

vdmos工作原理
一、VDMOS工作原理
VDMOS（Vertical DMOS）是一种利用沟道垂直结构制作的MOS晶体管。

它是一种通过将半导体晶体管平行式沟道加以垂直化、增强以及重组，以改变晶体管特性的新型晶体管。

因为这种结构可以大大提高晶体管的动态响应特性和偏置控制能力，所以在高频放大中有着重要的应用。

VDMOS晶体管的特性之一是低功耗，因为它没有垂直结构的共振现象，而且平行式沟道的电容受到垂直增强和重组的影响晶体管操作温度范围很广，从-55°C到300°C都能正常工作。

另外，VDMOS晶体管比其他晶体管可以提供更宽的频率范围，从低频到高频，可以有效的满足开关放大需求。

VDMOS晶体管也可以应用于功率放大器或功率放大器中。

它可以提供较大的放大增益，而且具有良好的偏置控制能力。

此外，它在低压下也可以工作，这对电池供电系统很有用。

因此，VDMOS晶体管可以应用于高频放大、功率放大、低压控制、线路缓冲等工程领域。

它可以提供宽动态范围、高频率响应以及较高的效率。

除此之外，它还具有一定的可靠性，可以满足多种应用的要求。

- 1 -。

coolmos(SJmos)

（一）Cool-MOS原理对于常规VDMOS器件结构，Rdson与BV存在矛盾关系，要想提高BV，都是从减小EPI 参杂浓度着手，但是外延层又是正向电流流通的通道，EPI参杂浓度减小了，电阻必然变大，Rdson增大。

所以对于普通VDMOS，两者矛盾不可调和。

但是对于COOLMOS，这个矛盾就不那么明显了。

通过设置一个深入EPI的的P区，大大提高了BV，同时对Rdson上不产生影响。

为什么有了这个深入衬底的P区，就能大大提高耐压呢？对于常规VDMOS，反向耐压，主要靠的是N型EPI与body区界面的PN结，对于一个PN结，耐压时主要靠的是耗尽区承受，耗尽区内的电场大小、耗尽区扩展的宽度的面积，也就是下图中的浅绿色部分，就是承受电压的大小。

常规VDMOS，P body浓度要大于N EPI，PN结耗尽区主要向低参杂一侧扩散，所以此结构下，P body区域一侧，耗尽区扩展很小，基本对承压没有多大贡献，承压主要是P body－－N EPI在N型的一侧区域，这个区域的电场强度是逐渐变化的，越是靠近PN结面（a图的A结），电场强度E越大。

所以形成的浅绿色面积有呈现梯形。

但是对于COOLMOS结构，由于设置了相对P body浓度低一些的P region区域，所以P 区一侧的耗尽区会大大扩展，并且这个区域深入EPI中，造成了PN结（b图的A结）两侧都能承受大的电压，换句话说，就是把峰值电场Ec由靠近器件表面，向器件内部深入的区域移动了。

形成的耐压（图中浅绿色的面积）就大了。

当COOLMOS正向导通时，正向电流流通的路径，并没有因为设置了P region而受到影响。

图1 CoolMos与普通VDMOS的差异图2 CoolMos与普通VDMOS相比BV和Rdson的优势（二）Cool-MOS结构及P区制造方法1、多次注入法英飞凌采用多次注入法形成的结构，如图3所示。

之所以采用多次注入，是由于P区需要深入到EPI中，且要均匀分布，一次注入即使能注入到这么深，在这个深度中的分布也不会均匀，所以要采用多次注入法。

mos动态参数

mos动态参数
mos管的动态参数包括以下几种：
1. 输入电容Ciss：由栅源间的电容CGD和CGS（当CDS短路时）组成。

2. 输出电容Coss：由漏源间的电容CDS和CGD组成。

3. 传输电容Crss：等于CGD。

4. 栅源充电电量Qgs：栅极电压的建立过程是通过栅源及栅漏之间的电容充电来实现的，这是电压型驱动器件的特性。

5. 栅漏充电电量Qgd：考虑到Miller效应。

6. 动态参数gfs：跨导，指漏极输出电流的变化量与栅源电压变化量之比，是栅源电压对漏极电流控制能力大小的量度。

7. 导通延迟时间Td(on)：从有输入电压上升到10%开端到VDS下降到其幅值90%的时刻。

8. 关断延迟时间Td(off)：输入电压下降到90%开端到VDS上升到其关断电压时10%的时刻。

9. 上升时刻Tr：输出电压VDS从90%下降到其幅值10%的时刻。

10. 下降时刻Tf：输出电压VDS从10%上升到其幅值90%的时刻。

以上是mos管的基本参数，如需更多参数或更专业的解释，建议咨询电子专业技术人员或查阅电子专业书籍。

功率半导体器件LDMOSVDMOS

功率半导体器件LDMOSVDMOS关于功率MOSFET（VDMOS & LDMOS）的报告---时间日期：2009.11.12---报告完成人：祝靖1．报告概况与思路报告目的：让研一新同学从广度认识功率器件、了解功率器件的工作原理，起到一个启蒙的作用，重点在“面”，更深层次的知识需要自己完善充实。

报告内容：1）从耐压结构入手，说明耐压原理；2）从普通MOS结构到功率MOS结构的发展；（功率MOS其实就是普通MOS结构和耐压结构的结合）；3）纵向功率MOS（VDMOS）的工作原理；4）横向功率MOS（LDMOS）的工作原理；5）功率MOSFET中的其它关键内容；（LDMOS和VDMOS共有的，如输出特性曲线）报告方式：口头兼顾板书，点到即止，如遇到问题、疑惑之处或感兴趣的地方，可以随时打断提问。

2．耐压结构（硅半导体材料）目前在我们的研究学习中涉及到的常见耐压结构主要有两种：①反向PN结②超结结构(包括)；2.1 反向PN结（以突变结为例）图2.1所示的是普通PN结的耐压原理示意图，当这个PN结工作在一定的反向电压下，在PN结内部就会产生耗尽层，P区一侧失去空穴会剩下固定不动的负电中心，N区一侧会失去电子留下固定不动的正电中心，并且正电中心所带的总电量＝负电中心所带的总电量，如图2.1a所示，A区就是所谓耗尽区。

图2.1b所示的是耗尽区中的电场分布情况（需熟悉了解），耗尽区以外的电场强度为零，Em称为峰值电场长度（它的位置在PN，阴影部分的面积就是此时所加在PNP区和N区共同耐压。

图2.2所示的是P+N结的情况，耐压原理和图1中的相同，但是在这种情况中我们常说N负区是耐压区域(常说的漂移区)(a)(b)图2.1 普通PN结耐压示意图（N浓度＝P浓度）图2.2 P＋N结耐压示意图（N浓度<<p浓度）< p="">图2.3所示的是反向电压变化情况下的耗尽层内部的电场强度的变化情况，随着N一侧的电压的上升，耗尽层在展宽（对于P+N-结来说，耗尽层展宽的区域为N区一侧，也就是耐压区一侧），峰值电场强度Em的值也在不断升高，但是当Em=Ec时，PN结发生击穿，Ec 称为临界电场强度，此时加在PN结两端的电压大小就是击穿电压（BV（如表2.1所示），同种材料不同浓度的临界电场也不同，但是对于硅材料来说，在我们目前关系的浓度范围之内，浓度变化对电场强度的影响不大，因图 2.3 电场强度和电压的关系示意图 T able2.1 不同材料的临界电场2.2 超结结构（SuperJunction ）（了解）除了上述所说的P+N-结结构之外，还有一种我们会接触到的耐压结构——超结结构。

功率MOSFET分类及不同工艺优缺点应用场合

功率MOSFET分类及不同工艺优缺点应用场合一．功率MOSFET概述MOSFET原意是（Metal-Oxide-Semiconductor-Field-Effect-Transistor）金属氧化物半导体场效应晶体管，即以金属层（M）的栅极隔着氧化层（O）利用电场的效应来控制半导体（S）的场效应晶体管，但目前随着半导体技术的进步，现代MOSFET栅极早已用多晶硅栅取代金属栅。

功率MOSFET是70年代在经典MOSFET的基础上发展起来，主要作为功率电子开关使用。

与经典MOSFET不同，功率MOSFET着重发展和提高其功率特性，增大器件的工作电压和工作电流（功率MOSFET也称为电力MOSFET）。

功率MOSFET围绕如何解决耐压和功耗之间的矛盾产生了许多新工艺结构，由LD MOSFET结构起步经历了VV MOSFET、VU MOSFET、VD MOSFET、SJ MOSFET、Trench MOSFET、SGT MOSFET结构的演化。

功率MOSFET的特点是其用栅极电压控制漏极电流，输入阻抗高、驱动电路简单，驱动功率小，开关速度快、热稳定好等特性。

二．MOSFET分类、结构功率MOSFET按照导电类型、栅极驱动电压、元胞结构与工艺结构都有不同划分，具体分类如下：1．按导电类型分：（1）N沟道（2）P沟道2. 按栅极驱动电压分：（1）耗尽型（2）增强型耗尽型：当栅极电压为零时漏源极之间就已存在导电沟道。

增强型：对于N 沟道器件，栅极电压大于零时才存在导电沟道（小于零时才存在导电沟道为P型）。

以上四种类型MOSFET符号、输出特性和转移特性如图1所示；因功率MOSFET 主流是N沟道增强型，本文下面都是以N沟道增强型为例进行讨论。

图1-四种类型MOSFET 符号、输出特性和转移特性3. 按元胞结构分：（1）六边形（2）方形或矩形（3）条形目前如国际整流器公司IR的HEXFET采用了六边形元胞单元；西门子公司的SIP MOSFET采用了正方形元胞单元；摩托罗拉公司的T MOS采用了矩形元胞单元；仙童Fairchild公司采用了长方形元胞单元按条形排列。

VDmos详细介绍

POWER MOSFETS平面VDMOS的剖面图，一般是60V以上的器件，采用1.5um以上的工艺，所以国内以前做IC的厂家都能做。

一般是60V以下的器件，沟槽VDMOS的剖面图，厂家才能做。

IC采用0.5um以下的工艺，所以国内高档的所以加工线的条件非常重要，如加工的线条、刻槽技术、工艺线的环境。

加工线的条件不太重要，所以现在很多的老的5寸、6寸线在做。

但对材料要求很高,是高阻厚外延材料。

加工线的条件及材料要求都很高。

只有国外几家公司在做，如IR、INFINEON。

随着加工技术及设计技术的提高器件的特性不断地改进（以导通电阻为列）。

平面IGBT的剖面图，一般是400V以上的器件，采用2um 以上的工艺，所以国内以前做IC的厂家都能做，但设计及材料要求都很高。

VDMOS和双极管特性比较VDMOS的击穿电压：BV、V DSS BRVDMOS的击穿电压决定于：1、外延材料；浓度及厚度2、体单胞间距3、终端设计4、表面态等工艺控制VDMOS的导通电阻：R ）（DSON低压（200V以下VDMOS的导通电阻（由大到小排列）1、单胞密度（沟道电阻）表面浓度（积累层电阻）2、3、外延材料；浓度及厚度（耐压区电阻）4、设计（颈部电阻）5、封装（有时会到主要地位）6、表面金属化（表面接触电阻）高压200V以上VDMOS的导通电阻（由大到小排列）外延材料；浓度及厚度（耐压区电阻）、1．单胞密度（沟道电阻）、23、设计（颈部电阻）4、表面浓度（积累层电阻）5、表面金属化（表面接触电阻）6、封装VDMOS的跨导：Gfs1、栅、源电压对漏电流的控制能力：在一定的漏电压下，漏电流除以栅、源电压（漏电流为最大允许漏流的一半）2、处决于沟道密度及沟道宽度（从80年到今60倍）VDMOS的域值电压：Vth为使沟道反型所需最小栅、源电压值。

一般高压器件为2—4V低压器件为1—3V寄生二极管的正向压降：一般在1V到1。

6V之间。

高压的器件要大。

CoolMOS与VDMOS的差异

当Vgs足够大时，在两个源极之间形成N型导电通道，使漏源之间有电流通过。 N-EPI本身低掺杂且低于P井，这样做虽可以提高耐压，但也带来了导通Rdson的增大，限制了它在高功率条件下的应用。它电阻的95%由N-EPI贡献。
CoolMOS原理
针对VDMOS导通电阻大的缺点，人们提出了CoolMOS结构，下图为其剖面图
• 两个P井之间垂直高掺杂N+扩散区为电子提供了低阻通道，从而降低了导通阻抗。当 Vgs<0时，N型导电通道消失，MOS处于截止态；当Vgs>Vth时，N型导电通道建立，电子从N+导电通道通过，从而降低了导通时的Rdson。
CoolMOS的优点
• 1. 导通电阻小 Coபைடு நூலகம்lMOS的导通电阻远小于VDMOS，其导通时的Rdson为VDMOS的1/5 2.同等功率规格下，封装小。 3.栅电荷（栅电容）小，降低了驱动。 4.结电容小，开关速度加快，开关损耗减小
coolmos原理针对vdmos导通电阻大的缺点人们提出了coolmos结构下图为其剖面图两个p井之间垂直高掺杂n扩散区为电子提供了低阻通道从而降低了导通阻抗
CoolMOS讲解
1. VDMOS的原理与缺点 2. CoolMOS原理 3. CoolMOS的优缺点
VDMOS的原理
下图为VDMOS的剖面图
CoolMOS的缺点
• 1. 栅极震荡由于CoolMOS有较高的开关dv/dt，这样引线电感与寄生电容导致栅极振铃相对 VDMOS更加突出。 2. 抗浪涌与耐压能力差 3. 漏源电压尖峰大在flyback应用中，由于CoolMOS有较快的开关速度，导致其比VDMOS更高的电压尖峰 4. EMI可能超标，这主要由于CoolMOS有较快的开关速度 5. 输出纹波噪音差

MOS管培训-20160304

60-200V 后羿MOS • 高压：
200V以上龙腾
MOS管的分类
• 按照特性区分： • 平面MOS，也叫普通MOS。VDMOS 如华晶，士
兰 • 超结MOS，也叫coolMOS。SJMOS 如龙腾，英飞
凌
MOS管的参数对比
低压MOS
MOS管的Байду номын сангаас数对比
• 华晶MOS
MOS管的参数对比
• 龙腾MOS
MOS管的分类
• MOSFET管是FET的一种（另一种是JFET），可以被
制造成增强型或耗尽型， P沟道或N沟道共4种类型，但实际应用的只有增强型的N沟道MOS管和增强型的P沟道MOS管，所以通常提到NMOS，或者PMOS指的就是这两种。 • 按沟道分类： • 可分为Ｎ沟道和Ｐ沟道管（在符号图中可看到中间的箭头方向不一样）
CoolMOS原理
• 针对VDMOS导通电阻大的缺点，人们提出了 CoolMOS结构，下图为其剖面图
CoolMOS原理
两个P井之间垂直高掺杂N+扩散区为电子提供了低阻通道，从而降低了导通阻抗。当Vgs<0时，N型导电通道消失，MOS处于截止态；当Vgs>Vth时，N 型导电通道建立，电子从N+导电通道通过，从而降低了导通时的Rdson。
MOS主要参数
• 6. 导通电阻RON 导通电阻RON说明了VDS对ID的影响，是漏极特性某
一点切线的斜率的倒数在饱和区，ID几乎不随VDS改变，RON的数值很大，
一般在几十千欧到几百千欧之间由于在数字电路中，MOS管导通时经常工作在VDS=0
的状态下，所以这时的导通电阻RON可用原点的RON来近似
• 2. 直流输入电阻RGS 即在栅源极之间加的电压与栅极电流之比这一特性有时以流过栅极的栅流表示

LDMOS与VDMOS比较

LDMOS与VDMOS比较
纵向双扩散器件VDMOS(Vertical Double-diffused Metal Oxide Semiconductor)和横向双扩散器件LDMOS(Lateral Double-diffused MOSFET)是高压 MOS 发展过程中的两种主要结构。

导通电阻小和版图面积小是VDMOS 的主要优点；但由于它是纵向结构，与低压 CMOS 电路的兼容性较差；为了提升其兼容性，通常在漂移区下面放置一埋层，然后将漏电流传输到硅表面，但同时也带来了缺点：增加了成本，并且工艺也变得复杂，故对兼容性要求较高的高低压集成电路中，VDMOS 使用得很少。

而作为平面结构的LDMOS 与大规模集成电路的兼容性非常好，且工艺简单，易于实现，性能稳定，因此，在高低压兼容的集成电路中得到了广泛的运用，例如LDMOS 作为 HDTV 的 PDP 显示屏和汽车电子的高压功率放大器件。

为了实现高压和大电流，LDMOS 版图面积大，芯片成本高，而导通电阻与击穿电压之间的折衷却是其最大的缺点。

mos管的静态和动态参数

mos管的静态和动态参数mos管基本参数Coss：输出电容Coss=CDS+CGD。

Ciss：输入电容Ciss=CGD+CGS（CDS短路）。

Tf：下降时刻。

输出电压VDS从10%上升到其幅值90%的时刻。

Td（off）：关断延迟时刻。

输入电压下降到90%开端到VDS上升到其关断电压时10%的时刻。

Tr：上升时刻。

输出电压VDS从90%下降到其幅值10%的时刻。

Td（on）：导通延迟时刻。

从有输入电压上升到10%开端到VDS下降到其幅值90%的时刻。

Qgd：栅漏充电（考虑到Miller效应）电量。

Qgs：栅源充电电量。

Qg：栅极总充电电量。

mos管动态参数IGSS：栅源驱动电流或反向电流。

由于MOSFET输入阻抗很大，IGSS通常在纳安级。

IDSS：饱满漏源电流，栅极电压VGS=0、VDS为必定值时的漏源电流。

通常在微安级。

VGS（th）：敞开电压（阀值电压）。

当外加栅极操控电压VGS超越VGS（th）时，漏区和源区的外表反型层形成了衔接的沟道。

应用中，常将漏极短接前提下ID即是毫安时的栅极电压称为敞开电压。

此参数通常会随结温度的上升而有所下降。

RDS（on）：在特定的VGS（通常为10V）、结温及漏极电流的前提下，MOSFET导通时漏源间的最大阻抗。

它是一个非常重要的参数，决定了MOSFET导通时的消耗功率。

此参数通常会随结温度的上升而有所增大（正温度特性）。

故应以此参数在最高作业结温前提下的值作为损耗及压降计算。

Tj：漏源击穿电压的温度系数，通常为0.1V/℃。

mos管静态参数TSTG：存储温度范围。

Tj：最大作业结温。

通常为150℃或175℃，器材规划的作业前提下须确应防止超越这个温度，并留有必定裕量。

（此参数靠不住）VGS：最大栅源电压。

，通常为：-20V~+20VPD：最大耗散功率。

是指场效应管机能不变坏时所容许的最大漏源耗散功率。

使用时，场效应管实践功耗应小于PDSM并留有必定余量。

vdmos工作原理

vdmos工作原理vdmos工作原理 VDMOS（Vertical Double-diffused Metal-Oxide-Semiconductor）是一种功率MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）。

它是一种垂直结构晶体管，具有低导通电阻和高压承受能力，常用于功率放大器和开关应用中。

VDMOS晶体管的工作原理基于MOSFET的原理。

它由多个PN结组成，包括沟道区、漂移区和源/漏区。

在无偏置情况下，当漂移区的电势为正，源区接地时，PN结被反偏。

这时，漂移区的电场将导致沟道区的载流子（电子）向漂移区移动。

由于沟道区的导电性，电子可以通过沟道和源/漏区之间的电场渗透到源/漏区，从而形成漏电流。

这个过程叫做漏电。

沟道的导电性取决于沟道中的载流子浓度和电场强度。

当施加正向偏置时，源/漏结被正向偏置，PN结变为正向偏置。

这使源/漏区的电子浓度增加，并增加源/漏区之间的电流。

这个过程叫做源漏电流。

通过调整源/漏电压，可以控制VDMOS晶体管的导通和断开。

在VDMOS晶体管导通过程中，源/漏区之间形成一个导电通道，电流由漂移区流过，然后从源区流出。

漂移区的高掺杂浓度使导电通道具有低电阻。

由于VDMOS晶体管是垂直结构，漂移区的面积可以比侧向结构更大，从而使其具有更低的导通电阻。

总结来说，VDMOS晶体管的工作原理是通过调整源/漏电压，控制漂移区电场的强弱，从而控制源漏电流。

由于其特殊的垂直结构和高掺杂漂移区，VDMOS晶体管具有较低的导通电阻和较高的压承受能力，适用于需要高功率放大和开关的应用。