2.6.1  DMOSFET

2.6.1 DMOSFET

如图2.17b所示,MOSFET工作时在沟道的夹断点会发生电场的集中,为了避免这个最大的弱点,图2.18b所示为具有纵向构造的MOSFET,基于这种结构,电流夹断点处的电场集中得到缓和,制作更高耐压的MOSFET成为可能,称这种类型为DMOSFET(Double-diffused(双扩散)MOSFET)[9]。此外,由于这种类型的沟道位于与基板平行的表面,所以也称之为平面(planar)型。

对于DMOSFET,从形状上可以采用在漏极基板上设计n-层等办法,很容易地制造出高耐压的器件。DMOSFET的发明对于开关技术发展来说具有划时代的意义,原本在信号处理等小功率领域广泛使用的MOSFET从此踏上了在大功率领域的应用之路。不久之后,它的成果促使了IGBT的发明。DMOSFET的特点是单极型,栅极受电压控制,ID通过导电沟道可以双向流动,但DS端子间存在寄生体二极管。只是被施加足够的栅极电压而处于导通的DMOSFET以纯电阻形式进行工作,电流路径长,从而导致较大的电阻值是一个难点。另一方面,不存在少数载流子存储效应,于是关断时间短,即从几十~几百ns。因此,数百kHz以上的高速开关动作是可能的。同时,栅极电压控制并不需要太多功率,所以这在实用方面有很大的好处。这种被绝缘的栅极称为绝缘栅(insutaled gate)。(https://www.daowen.com)

图示

图2.18 特性被改善的MOSFET图形符号和器件结构

N沟道DMOSFET的图形符号如图2.18a所示,根据需要,寄生体二极管也应表示出来。由于体二极管是寄生形成的,并不是期望去应用它作为二极管的开关特性,所以在实际应用的场合需要注意它可能会影响整体的动作特性(参考8.1节)。