电力电子器件正沿着大功率化、高频化、集成化的方向发展。80年代晶闸管的电流容量已达6000安,阻断电压高达6500伏。但这类器件工作频率较低。提高其工作频率,取决于器件关断期间如何加快基区少数载流的复合速度和经门极抽取更多的载流子。降低少子寿命虽能有效地缩短关断电流的过程,却导致器件导通期正向压降的...
超结MOS的工艺原理在传统的高压MOSFET中,导通电阻随着器件耐压的增加呈现出立方关系增长,这意味着在高压下,器件的导通电阻非常高,影响效率。而超结MOS通过在漂移区内构建纵向的P型和N型层,使得电场在纵向方向上得到优化。这种结构可以在保持高耐压的同时,大幅降低导通电阻。具体的工艺流程可分为以下几个步骤:
1、掺杂与离子注入在超结MOS的漂移区,**重要的部分是形成交替的P型和N型掺杂区。这个过程需要精细的掺杂控制:
(1)离子注入通过离子注入工艺,分别在器件的漂移区进行P型和N型杂质的注入。离子注入的深度和浓度需要非常精确的控制,确保后续的超结结构能够均匀分布。
(2)多次掺杂与注入通常需要多次重复掺杂和注入过程,以在漂移区形成多个交替的P型和N型区域。 由于MOSFET是电压控制器件,具有很高的输入阻抗,因此其驱动功率很小,对驱动电路要求较低.温州专业选型功率器件MOS产品选型欢迎选购
无锡商甲半导体MOS 管封装形式及散热性能分析
TO-247 封装
TO-247 封装与 TO-220 封装类似,同样属于直插式封装,但体积更大,引脚更粗。其散热片面积也相应增大,散热能力更强,在自然对流条件下,热阻约为 40 - 60℃/W 。TO-247 封装能够承受更高的功率,常用于功率在 50 - 150W 的大功率电路中,如工业电源、电动汽车的电机驱动电路等。不过,由于其体积较大,在一些对空间要求严格的电路板上使用会受到限制。
SOT-23 封装
SOT-23 封装是一种表面贴装封装(SMT),具有体积小、占用电路板面积少的优势。它的引脚数量较少,一般为 3 - 5 个,采用塑料材质封装。但受限于较小的体积,SOT-23 封装的散热能力相对较弱,热阻通常在 150 - 200℃/W 左右,适用于小功率电路,如消费电子产品中的电源管理芯片、信号放大电路等。在这些场景中,MOS 管的功率消耗较小,产生的热量有限,SOT-23 封装能够满足基本的散热需求。 上海代理功率器件MOS产品选型参数选型功率器件属于分立器件,单独封装且功能不可拆分(如IGBT单管);
MOSFET的原理
MOSFET的原意是:MOS(MetalOxideSemiconductor金属氧化物半导体),FET(FieldEffectTransistor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。
功率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(MetalOxideSemiconductorFET),简称功率MOSFET(PowerMOSFET)。结型功率场效应晶体管一般称作静电感应晶体管(StaticInductionTransistor——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。
超结MOS也是为了解决额定电压提高而导通电阻增加的问题,超结结构MOSFET在D端和S端排列多个垂直pn结的结构,其结果是在保持高电压的同时实现了低导通电阻。超级结的存在突破了硅的理论极限,而且额定电压越高,导通电阻的下降越明显。以下图为例,超结在S端和D端增加了长长的柱子,形成垂直的PN结,交替排列。N层和P层在漂移层中设置垂直沟槽,当施加电压时耗尽层水平扩展,很快合并形成与沟槽深度相等的耗尽层。耗尽层扩展至沟槽间距的一半,因此形成厚度等于沟槽深度的耗尽层。耗尽层的膨胀小且良好,允许漂移层杂质浓度增加约5倍,从而可以降低RDS(ON)。SO-8(Small Outline) 翼形引脚,体积较TO封装缩小60%,支持自动化贴片(如逻辑电平MOSFET)。
功率器件是专门用来处理和控制高电压、大电流电能的半导体器件,是电力电子电路的重要执行元件。
它的主要作用和特点包括:
高功率处理能力:能够在高电压(可达数千伏甚至更高)和大电流(可达数百甚至数千安培)的条件下工作。主要作用是转换、分配和管理电能,而非处理微弱信号。
开关作用:最常见的功能是作为开关。它需要能快速地开启(导通)或关闭(关断)高功率的电能流,控制电能输送到负载的时间或大小。效率是关键:理想状态下导通时电阻极小(压降低、损耗小),关断时电阻极大(漏电流极小、损耗小)。
承受大功耗,需要高效散热:由于工作在高压大电流下,即使效率很高,器件本身也会产生较大的热量(功耗)。因此,功率器件通常需要配备专门的散热系统(如散热片、风扇、液冷等)来确保工作温度在安全范围内,避免损坏。 TO-Leadless(如TOLL) 无引脚封装,减少电迁移,占用空间较D²PAK减少30%(如电动工具)。南通推荐功率器件MOS产品选型近期价格
对于高功率场景,优先考虑散热能力强的TO系列或D2PAK;温州专业选型功率器件MOS产品选型欢迎选购
1、超级结的性能提升方法使沟槽和沟槽间距尽可能小和深。SJ-MOS可以设计为具有较低电阻的N层,从而实现低导通电阻产品。2、超级结存在的问题本质上超级结MOSFET比平面MOSFET具有更大的pn结面积,因此trr比平面MOSFET快,但更大的irr流动。内部二极管的反向电流irr和反向恢复时间trr会影响晶体管关断开关特性。
二、超结MOS的结构超结MOSFET的创新在于其“超结”结构。这个结构通过在垂直方向上交替排列的P型和N型区域来实现。每个P型区域和其旁边的N型区域共同构成一个“超结单元”,这些单元在整个器件中交替排列。这种结构设计使得在导通状态下,电流可以通过较低的电阻路径流动,同时在关断状态下仍然能够承受高电压。 温州专业选型功率器件MOS产品选型欢迎选购
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