功率MOSFET
編輯功率 MOSFET 是一種特殊類型的金屬氧化物半導體場效應晶體管 (MOSFET),旨在處理高功率水平。 與絕緣柵雙極晶體管 (IGBT) 或晶閘管等其他功率半導體器件相比,其主要優點是開關速度快,低電壓下效率高。 它與 IGBT 共享一個隔離門,使其易于驅動。 它們可能會受到低增益的影響,有時增益會達到柵極電壓需要高于受控電壓的程度。
自 1960 年代以來用于制造集成電路的 MOSFET 和 CMOS 技術的發展使功率 MOSFET 的設計成為可能。 功率 MOSFET 與其低功率對應物橫向 MOSFET 共享其工作原理。 功率電子設備中常用的功率 MOSFET 是從標準 MOSFET 改編而來,并于 1970 年代投入商用。
功率 MOSFET 是世界上最常見的功率半導體器件,由于其低柵極驅動功率、快速開關速度、易于高級并聯能力、寬帶寬、堅固耐用、易于驅動、簡單偏置、易于應用和易于維修 . 特別是,它是使用最廣泛的低壓(低于 200 V)開關。 它可以在廣泛的應用中找到,例如大多數電源、DC-DC 轉換器、低壓電機控制器和許多其他應用。
歷史
編輯MOSFET 于 1959 年由貝爾實驗室的 Mohamed Atalla 和 Dawon Kahng 發明。它是電力電子領域的一項突破。 幾代 MOSFET 使電源設計人員能夠實現雙極晶體管無法達到的性能和密度水平。
1969 年,日立推出了xxx款垂直功率 MOSFET,后來被稱為 VMOS(V 型槽 MOSFET)。 同年,電工實驗室(ETL)的 Y. Tarui、Y. Hayashi 和 Toshihiro Sekigawa 首次報道了具有自對準柵極的 DMOS(雙擴散 MOSFET)。 1974年,東北大學的Jun-ichi Nishizawa發明了用于音頻的功率MOSFET,很快被雅馬哈公司制造用于他們的高保真音頻放大器。 JVC、先鋒公司、索尼和東芝也于 1974 年開始制造帶有功率 MOSFET 的放大器。Siliconix 于 1975 年推出了商業化的 VMOS。
VMOS 和 DMOS 發展成為眾所周知的 VDMOS(垂直 DMOS)。 John Moll 在惠普實驗室的研究團隊于 1977 年制造了 DMOS 原型,并展示了優于 VMOS 的優勢,包括更低的導通電阻和更高的擊穿電壓。 同年,日立推出了平面型 DMOS LDMOS(橫向 DMOS)。 日立是1977年至1983年間xxx的LDMOS制造商,期間LDMOS被HH Electronics(V系列)和Ashly Audio等制造商用于音頻功率放大器,并用于音樂和公共廣播系統。 隨著1995年2G數字移動網絡的推出,LDMOS成為2G、3G、4G等移動網絡中應用最廣泛的射頻功率放大器。
Alex Lidow 于 1977 年在斯坦福大學與 Tom Herman 共同發明了 HexFET,一種六角型的功率 MOSFET。 HexFET 于 1978 年由 International Rectifier 商業化。絕緣柵雙極晶體管 (IGBT) 結合了功率 MOSFET 和雙極結型晶體管 (BJT) 的元件,由通用電氣的 Jayant Baliga 在 1977 年至 1979 年間開發。
超級結MOSFET是一種功率MOSFET,它使用穿透N-外延層的P+柱。 堆疊 P 層和 N 層的想法最早是由 Shozo Shirota 和 Shigeo Kaneda 于 1978 年在大阪大學提出的。飛利浦的 David J. Coe 于 1984 年申請了美國專利,發明了具有交替 p 型和 n 型層的超結 MOSFET 于1988年頒發。
應用
編輯功率MOSFET是世界上應用最廣泛的功率半導體器件。 截至 2010 年,功率 MOSFET 占功率晶體管市場的 53%,xxx于絕緣柵雙極晶體管 (27%)、射頻功率放大器 (11%) 和雙極結型晶體管 (9%)。 截至 2018 年,每年出貨超過 500 億個功率 MOSFET。 其中包括截至 2017 年 2 月售出超過 1000 億個的溝槽功率 MOSFET,以及截至 2019 年售出 50 億個的意法半導體的 MDmesh(超結 MOSFET)。
射頻 DMOS,也稱為射頻功率 MOSFET,是一種專為射頻 (RF) 應用而設計的 DMOS 功率晶體管。 它用于各種無線電和射頻應用。
效率 MOSFET 廣泛應用于交通技術,其中包括各種車輛。
效率 MOSFET(包括 DMOS、LDMOS 和 VMOS)通常用于廣泛的其他應用。
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