2025-05-22 00:36:43
屏蔽柵極與電場耦合效應
SGT MOSFET 的關鍵創(chuàng)新在于屏蔽柵極(Shielded Gate)的引入。該電極通過深槽工藝嵌入柵極下方并與源極連接,利用電場耦合效應重新分布器件內(nèi)部的電場強度。傳統(tǒng) MOSFET 的電場峰值集中在柵極邊緣,易引發(fā)局部擊穿;而屏蔽柵極通過電荷平衡將電場峰值轉移至漂移區(qū)中部,降低柵極氧化層的電場應力(如 100V 器件的臨界電場強度降低 20%),從而提升耐壓能力(如雪崩能量 UIS 提高 30%)。這一設計同時優(yōu)化了漂移區(qū)電阻率,使 RDS(on) 與擊穿電壓(BV)的權衡關系(Baliga's FOM)明顯改善 航空航天用 SGT MOSFET,高可靠、耐輻射,適應極端環(huán)境。安徽100VSGTMOSFET結構
在光伏逆變器中,SGT MOSFET同樣展現(xiàn)優(yōu)勢。組串式逆變器的DC-AC級需頻繁切換50-60Hz的工頻電流,而SGT的低導通損耗可減少發(fā)熱,延長設備壽命。以某廠商的20kW逆變器為例,采用SGT MOSFET替代IGBT后,輕載效率從96%提升至97.5%,年發(fā)電量增加約150kWh。此外,SGT MOSFET的快速開關特性還支持更高頻率的LLC諧振拓撲,使得磁性元件(如變壓器和電感)的體積和成本明顯下降。 在光伏逆變器中,SGT MOSFET 的應用性廣,性能好,替代性強,故身影隨處可見。浙江80VSGTMOSFET批發(fā)SGT MOSFET 低功耗特性,延長筆記本續(xù)航,適配其緊湊空間,便捷辦公。
SGTMOSFET采用垂直溝槽結構,電流路徑由橫向轉為縱向,大幅縮短了載流子流動距離,有效降低導通電阻。同時,屏蔽電極(ShieldElectrode)優(yōu)化了電場分布,減少了JFET效應的影響,使R<sub>DS(on)</sub>比平面MOSFET降低30%~50%。例如,在100V/50A的應用中,SGT器件的R<sub>DS(on)</sub>可低至2mΩ,極大的減少導通損耗,提高系統(tǒng)效率。此外,SGT結構允許更高的單元密度(CellDensity),在相同芯片面積下可集成更多并聯(lián)溝道,進一步降低R<sub>DS(on)</sub>。這使得SGTMOSFET特別適用于大電流應用,如服務器電源、電機驅動和電動汽車DC-DC轉換器。
電動汽車的動力系統(tǒng)對SGTMOSFET的需求更為嚴苛。在48V輕度混合動力系統(tǒng)中,SGTMOSFET被用于DC-DC升壓轉換器和電機驅動電路。其低RDS(on)特性可降低電池到電機的能量損耗,而屏蔽柵設計帶來的抗噪能力則能耐受汽車電子中常見的電壓尖峰。例如,某車型的啟停系統(tǒng)采用SGTMOSFET后,冷啟動電流峰值從800A降至600A,電池壽命延長約15%。隨著800V高壓平臺成為趨勢,SGTMOSFET的耐壓能力正通過改進外延層厚度和屏蔽層設計向300V-600V延伸,未來有望在電驅主逆變器中替代部分SiC器件,以平衡成本和性能。用于光伏逆變器,SGT MOSFET 提升轉換效率,高效并網(wǎng),增加發(fā)電收益。
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展,眾多物聯(lián)網(wǎng)設備需要高效的電源管理。SGT MOSFET 可應用于物聯(lián)網(wǎng)傳感器節(jié)點的電源電路中。這些節(jié)點通常依靠電池供電,SGT MOSFET 的低功耗與高轉換效率特性,能比較大限度地延長電池使用壽命,減少更換電池的頻率,確保物聯(lián)網(wǎng)設備長期穩(wěn)定運行,促進物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在智能家居環(huán)境監(jiān)測傳感器中,SGT MOSFET 可高效管理電源,使傳感器在低功耗下持續(xù)采集溫度、濕度等數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)穩(wěn)定傳輸至控制中心。其低功耗特性使傳感器可使用小型電池長期工作,無需頻繁更換,降低用戶維護成本,保障智能家居系統(tǒng)穩(wěn)定運行,推動物聯(lián)網(wǎng)技術在智能家居領域的深入應用與普及。教育電子設備如電子白板的電源管理模塊采用 SGT MOSFET,為設備提供穩(wěn)定、高效的電力.安徽100VSGTMOSFET結構
SGT MOSFET 在設計上對寄生參數(shù)進行了深度優(yōu)化,減少了寄生電阻和寄生電容對器件性能的負面影響.安徽100VSGTMOSFET結構
深溝槽工藝對寄生電容的抑制
SGT MOSFET 的深溝槽結構深度可達 5-10μm(是傳統(tǒng)平面 MOSFET 的 3 倍以上),通過垂直導電通道減少電流路徑的橫向擴展,從而降低寄生電容。具體而言,柵-漏電容(Cgd)和柵-源電容(Cgs)分別減少 40% 和 30%,使得器件的開關損耗(Eoss=0.5×Coss×V?)大幅下降。以 PANJIT 的 100V SGT 產(chǎn)品為例,其 Qgd(米勒電荷)從傳統(tǒng)器件的 15nC 降至 7nC,開關頻率可支持 1MHz 以上的 LLC 諧振拓撲,適用于高頻快充和通信電源場景。 安徽100VSGTMOSFET結構