电子小知识—超级结MOSFET

    本篇介绍近年来MOSFET中的高耐压MOSFET的代表超级结MOSFET。

功率晶体管的特征与定位
首先来看近年来的主要功率晶体管Si-MOSFET、IGBT、SiC-MOSFET的功率与频率范围。因为接下来的几篇将谈超级结MOSFET相关的话题，因此希望在理解Si-MOSFET的定位的基础上，根据其特征和特性对使用区分有个初步印象。

下图表示处理各功率晶体管的功率与频率范围。可以看出，Si-MOSFET在这个比较中，导通电阻与耐压略逊于IGBT和SiC-MOSFET，但在低～中功率条件下，高速工作表现更佳。

平面MOSFET与超级结MOSFET
Si-MOSFET根据制造工艺可分为平面MOSFET和超级结MOSFET。简而言之，就是在功率晶体管的范围，为超越平面结构的极限而开发的就是超级结结构。

如下图所示，平面结构是平面性地构成晶体管。这种结构当耐压提高时，漂移层会增厚，存在导通电阻增加的课题。而超级结结构是排列多个垂直PN结的结构，可保持耐压的同时降低导通电阻RDS(ON)与栅极电荷量Qg。

另外，内部二极管的反向电流irr和反向恢复时间trr是作为晶体管的关断开关特性的探讨项目。如下面的波形图所示，基本上超级结MOSFET的PN结面积比平面MOSFET大，因此与平面MOSFET相比，具有trr速度更快、但irr较多的特性。

这种特性作为超级结MOSFET的课题在不断改善，因其高速性和低噪声特征，超级结MOSFET有一些变化。

关键要点:

・Si-MOSFET的产品定位是“以低～中功率高速工作”。

・超级结结构可保持耐压的同时，降低导通电阻RDS(ON)与栅极电荷量Qg。

・超级结MOSFET与平面MOSFET相比，具有trr速度更快、irr更大的特性。