對于常規VDMOS 器件結構, Rdson 與BV 這一對矛盾關系,要想提高BV,都是從減小EPI 參雜濃度著手,但是外延層又是正向電流流通的通道,EPI 參雜濃度減小了,電阻必然變大,Rdson 就大了。Rdson直接決定著MOS 單體的損耗大小。所以對于普通VDMOS,兩者矛盾不可調和,這就是常規VDMOS的局限性。但是對于COOLMOS,這個矛盾就不那么明顯了。通過設置一個深入EPI 的的P 區,大大提高了BV,同時對Rdson 上不產生影響。對于常規VDMOS,反向耐壓,主要靠的是N 型EPI 與body區界面的PN 結,對于一個PN 結,耐壓時主要靠的是耗盡區承受,耗盡區內的電場大小、耗盡區擴展的寬度的面積。常規VDSMO,P body 濃度要大于N EPI,大家也應該清楚,PN 結耗盡區主要向低參雜一側擴散,所以此結構下,P body 區域一側,耗盡區擴展很小,基本對承壓沒有多大貢獻,承壓主要是P body--N EPI 在N 型的一側區域,這個區域的電場強度是逐漸變化的,越是靠近PN 結面,電場強度E 越大。對于COOLMOS 結構,由于設置了相對P body 濃度低一些的P region 區域,所以P 區一側的耗盡區會大大擴展,并且這個區域深入EPI 中,造成了PN 結兩側都能承受大的電壓,換句話說,就是把峰值電場Ec 由靠近器件表面,向器件內部深入的區域移動了。
1.通態阻抗小,通態損耗小。
由于SJ-MOS 的Rdson 遠遠低于VDMOS,在系統電源類產品中SJ-MOS 的導通損耗必然較之VDMOS要減少的多。其大大提高了系統產品上面的單體MOSFET 的導通損耗,提高了系統產品的效率,SJ-MOS的這個優點在大功率、大電流類的電源產品產品上,優勢表現的尤為突出。
2.同等功率規格下封裝小,有利于功率密度的提高。
首先,同等電流以及電壓規格條件下,SJ-MOS 的晶源面積要小于VDMOS 工藝的晶源面積,這樣作為MOS 的廠家,對于同一規格的產品,可以封裝出來體積相對較小的產品,有利于電源系統功率密度的提高。
其次,由于SJ-MOS 的導通損耗的降低從而降低了電源類產品的損耗,因為這些損耗都是以熱量的形式散發出去,我們在實際中往往會增加散熱器來降低MOS 單體的溫升,使其保證在合適的溫度范圍內。由于SJ-MOS 可以有效的減少發熱量,減小了散熱器的體積,對于一些功率稍低的電源,甚至使用SJ-MOS 后可以將散熱器徹底拿掉。有效的提高了系統電源類產品的功率密度。
3.柵電荷小,對電路的驅動能力要求降低。
傳統VDMOS 的柵電荷相對較大,我們在實際應用中經常會遇到由于IC 的驅動能力不足造成的溫升問題,部分產品在電路設計中為了增加IC 的驅動能力,確保MOSFET 的快速導通,我們不得不增加推挽或其它類型的驅動電路,從而增加了電路的復雜性。SJ-MOS 的柵電容相對比較小,這樣就可以降低其對驅動能力的要求,提高了系統產品的可靠性。
4.節電容小,開關速度加快,開關損耗小。
由于SJ-MOS 結構的改變,其輸出的節電容也有較大的降低,從而降低了其導通及關斷過程中的損耗。同時由于SJ-MOS 柵電容也有了響應的減小,電容充電時間變短,大大的提高了SJ-MOS 的開關速度。對于頻率固定的電源來說,可以有效的降低其開通及關斷損耗。提高整個電源系統的效率。這一點尤其在頻率相對較高的電源上,效果更加