功率 MOSFET类别 N沟道增强型功率MOSFET结构

功率 MOSFET 已成为广泛功率转换应用中主开关器件的标准选择。它们是没有少数载流子注入的多数载流子器件，在开关功率损耗占主导地位的高频应用中优于功率双极结晶体管 (BJT) 和绝缘栅双极晶体管 (IGBT)。它们可以并联，因为正向电压随温度升高而下降，从而确保所有组件之间的电流分布均匀。功率MOSFET的主要类别有：

• N 沟道增强型功率 MOSFET
• P 沟道增强型功率 MOSFET
• N 沟道耗尽型功率 MOSFET

N 沟道增强模式最常用于电源开关电路，因为与 P 沟道器件相比，它的导通电阻低。N 沟道耗尽型功率 MOSFET 与增强型功率 MOSFET 的不同之处在于它通常在 0V 栅极偏置时导通，并且需要负栅极偏置来阻止电流。

垂直 DMOS 结构

具有四层 n+pn-n+ 结构的简化垂直 DMOS 功率 MOSFET 称为 N 沟道增强型功率 MOSFET，如图 1 所示。正栅极电压 (Vgs)，高于栅极阈值电平 (Vgs(th )) 将在栅极氧化层下方创建一个 n 型反型沟道，将源极连接到漏极并允许电流流动。栅极阈值电压定义为在栅极氧化层下创建 n 型反型沟道所需的最小栅极偏压。功率 MOSFET 具有寄生 BJT 和本征体二极管作为其结构的组成部分，如图 1 所示。

图 1 N 沟道增强型功率 MOSFET 结构 [2]

内在成分

寄生 BJT：

功率 MOSFET 有一个寄生 BJT 作为其结构的组成部分，如图 1 所示。体区作为基极，源极作为发射极，漏极作为集电极。通过使基极电位尽可能接近发射极电位来保持 BJT 始终关闭非常重要。这是通过将 MOSFET 的主体和源极部分短路来实现的。否则，基极上的电位会打开 BJT 并使器件进入“闩锁”状态，从而损坏器件。

体二极管：

如图 1 所示，在连接在漏极和源极之间的体漏 pn 结中形成了一个本征体二极管。图 2 显示了 N 沟道和 P 沟道增强型功率 MOSFET 的电路符号。

图 2 (a) N 沟道 (b) P 沟道增强型功率 MOSFET

体二极管在需要反向漏极电流（称为“续流电流”）路径的电路中很方便，例如电机控制应用中的半桥和全桥转换器电路。

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