您好! 请登录 注册
Picture Show
搜索
Picture Show

       联系电话    

135 1009 9916

图片展示

沟槽栅功率MOSFET之伪肖特基效应

2026-08-07 15:07:08

这两篇其实针对同一个问题——同步降压转换器中,低边MOSFET (LSS)作为同步整流管工作时,反向恢复较差,带来较大的损耗及可靠性风险,

这两篇给出了两种解决方案,

1、外接SBD

2、器件内部集成SBD

但前者会增加系统设计复杂性,且外接SBD的封装引线寄生电感会引发导通延迟,

后者则会增加器件制造工艺复杂性,且集成SBD会增大关态漏电,对器件可靠性不利。

于是有了第三种方案——伪肖特基效应(Pseudo-Schottky Effect),

何为伪肖特基效应?

简言之,

器件工作在第三象限时,利用体效应暂时降低器件阈值电压,使得体二极管导通之前,沟道便部分开启,

如此一来,多子主导电流,少子注入不成气候,从而改善反向恢复特性。

具体解释其中原理,

图片来源:网络

如上,MOSFET阈值电压公式,

Vt0是体效应为0(源-体结无偏置)时的阈值电压,ψB为体区电势,通常近似为2倍费米电势,

VSB=0,则Vt= Vt0

VSB<0,则Vt< Vt0,器件阈值电压降低,沟道部分开启,电流从此流过,

该效应的作用范围受源-PN结限制,仅在-0.6V< VSB<0范围内有效,

为什么会这样?

因为如果VSB>0,源-PN结反偏,器件阈值电压反而增大,

如果VSB<-0.6V,源-PN结正偏且充分导通,PN结导通将取代沟道导通,成为主导机制。

体效应对器件阈值电压影响的强度可以用γ表示,

图片来源:网络

如上,εsiSi介电常数,NB是沟道区(体区)掺杂浓度,xox是栅氧厚度,

可以将γ理解成这样一个指标,它可以衡量器件阈值电压对源极电压变化的敏感程度,

γ越大,相同源极电压变化量,对器件阈值电压造成的影响越大。

与工艺相关的参数主要有二:

1、体区浓度NB

NB越大,耗尽区越窄,单位体积电荷密度越大,更密集的电荷分布会对电压变化产生更敏感的反应,γ越大,

2、栅氧厚度xox

xox越大,γ越大,这可以反过来理解——xox越大,栅控能力越弱,VSB对阈值电压的影响越强。

实际制作中,无论增大NB还是增大xox,都会使器件固有阈值电压Vt0增大,这点需注意,

另,如果选择增大xox,栅控能力的削弱会导致跨导降低,不建议,

因此优先通过增大NB以提升γ

Vt0增大该如何处理?

对沟槽栅VDMOS,可通过倾斜注入,将杂质注入沟槽侧壁,从而对沟道区域进行浅结阈值调整,避免Vt0显著增大。

以这种方式,关断状态下,器件保持常规阈值电压,漏电不会提升,

第三象限工作条件下,γ显著提升,阈值电压降低,沟道部分开启,实现与集成/外接SBD类似的IV特性,

图片来源:网络

伪肖特基效应的第三象限IV、反向恢复特性如上,

先看左图,伪肖特基效应与外接SBDIV曲线形状相似,器件开启电压远低于正向导通状态的阈值电压,

且在相同电流密度下,伪肖特基器件开启电压亦低于PN结二极管的正向压降,

再看右图,

伪肖特基器件的Irr降至传统器件的1/3trr不到传统器件的1/5,效果显著。

我们将为您提供高效、贴心的解决方案!

咨询电话135  1009  9916(微信同号)

↓ ↓ 点击图片免费领取产品规格书    

      


想深入了解碳化硅功率器件产品知识?点击→「碳化硅(SiC)课堂」获取详情!

作者: 深圳市亿伟世科技有限公司
0
沟槽栅功率MOSFET之伪肖特基效应
这两篇其实针对同一个问题——同步降压转换器中,低边MOSFET (LSS)作为同步整流管工作时,反向恢复较差,带来较大的损耗及可靠性风险,这两篇给出了两种解决方
长按图片保存/分享

 技术学院


IGBT 课堂

SIC 课堂
工程师家园

 

产品中心

碳化硅器件

    IGBT

超洁 MOS

东芝隔离器

 

 

 

码上关注

     码上关注

码上联系

Picture Show
Picture Show

联系电话

135 1009 9916

 (微信同号)

添加微信好友,详细了解产品
使用企业微信
“扫一扫”加入群聊
复制成功!
添加微信好友,详细了解产品
我知道了
粤ICP备2022009448号