新形式功率MOSFET晶体管研发，能够处理超过8000伏的电压

6月3日消息，美国布法罗大学科研团队开发了一种新形式的功率MOSFET晶体管，这种晶体管可以用最小的厚度处理难以置信的高电压，可能会提升电动汽车电力电子元件效率。金属氧化物半导体场效应晶体管，也就是我们常说的MOSFET，是各种消费类电子产品中极为常见的元件，尤其是汽车电子领域。

功率MOSFET是一种专门为处理大功率负载而设计的开关。每年大约有500亿个这样的开关出货。实际上，它们是三脚、扁平的电子元件，可作为电压控制开关。当在栅极引脚上施加足够的（通常是相当小的）电压时，就会在其他两个引脚之间建立连接，完成一个电路。它们可以非常快速地开启和关闭大功率电子器件，是电动汽车不可或缺的一部分。

功率MOS场效应晶体管，即MOSFET，其原意是：MOS（Metal Oxide Semiconductor金属氧化物半导体），FET（Field Effect Transistor场效应晶体管），即以金属层（M）的栅极隔着氧化层（O）利用电场的效应来控制半导体（S）的场效应晶体管。功率MOS场效应晶体管也分为结型和绝缘栅型，但通常主要指绝缘栅型中的MOS型（Metal Oxide Semiconductor FET），简称功率MOSFET（Power MOSFET）。结型功率场效应晶体管一般称作静电感应晶体管（Static Induction Transistor——SIT）。其特点是用栅极电压来控制漏极电流，驱动电路简单，需要的驱动功率小，开关速度快，工作频率高，热稳定性优于GTR，但其电流容量小，耐压低，一般只适用于功率不超过10kW的电力电子装置。

通过创建基于氧化镓的MOSFET，布法罗大学的团队声称，他们已经研究出了如何使用薄如纸的晶体管来处理极高的电压。当用一层常见的环氧树脂聚合物SU-8 “钝化 ”后，这种基于氧化镓的晶体管在实验室测试中能够处理超过8000伏的电压，然后才会出现故障，研究人员称这一数字明显高于用碳化硅或氮化镓制成的类似晶体管。

实验当中，氧化镓的带隙数字为4.8电子伏特，令人印象深刻。带隙是衡量一个电子进入导电状态所需的能量，带隙越宽，效果越好。硅是电力电子器件中最常见的材料，其带隙为1.1电子伏特。碳化硅和氮化镓的带隙分别为3.4和3.3电子伏特。因此，氧化镓的4.8电子伏特带隙使其处于领先地位。

通过开发一种能够以极小的厚度处理极高电压的MOSFET，布法罗团队希望其工作能够为电动车领域、机车、飞机、微电网技术以及潜在的固态变压器等更小、更高效的电力电子器件做出贡献。

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