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2021年01月22日 | 揭秘维安的SGT MOSFET，三大优势前途无量
2021-01-22 来源：维安电子
MOSFET大致可以分为以下几类：平面型MOSFET；Trench （沟槽型）MOSFET，主要用于低压领域；SGT（Shielded Gate Transistor，屏蔽栅沟槽）MOSFET，主要用于中压和低压领域；SJ-（超结）MOSFET，主要在高压领域应用。
随着手机快充、电动汽车、无刷电机和锂电池的兴起，中压MOSFET的需求越来越大，中压功率器件开始蓬勃发展，因其巨大的市场份额，国内外诸多厂商在相应的新技术研发上不断加大投入。SGT MOSFET作为中MOSFET的代表，被作为开关器件广泛应用于电机驱动系统、逆变器系统及电源管理系统，是核心功率控制部件。
SGT MOSFET结构具有电荷耦合效应，在传统沟槽MOSFET器件PN结垂直耗尽的基础上引入了水平耗尽，将器件电场由三角形分布改变为近似矩形分布，在采用同样掺杂浓度的外延材料规格情况下，器件可以获得更高的击穿电压。较深的沟槽深度，可以利用更多的硅体积来吸收EAS能量，所以SGT在雪崩时可以做得更好，更能承受雪崩击穿和浪涌电流。在开关电源，电机控制，动力电池系统等应用领域中，SGT MOSFET配合先进封装，非常有助于提高系统的效能和功率密度。
图1：Trench MOS和SGT MOS器件结构
SGT技术优势，具体体现：
优势1：提升功率密度
SGT结构相对传统的Trench结构，沟槽挖掘深度深3-5倍，可以横向使用更多的外延体积来阻止电压，显著降低了MOSFET器件的特征导通电阻(Specific Resistance)，例如相同的封装外形PDFN5*6，采用SGT芯片技术，可以得到更低的导通电阻。
图2：Trench MOS和SGT MOS的特征电阻对比
图3：PDFN5*6封装的最小导通电阻对比
优势2：极低的开关损耗
SGT相对传统Trench结构，具有低Qg 的特点。屏蔽栅结构的引入，可以降低MOSFET的米勒电容CGD达10倍以上，有助于降低器件在开关电源应用中的开关损耗。另外，CGD/CGS的低比值也是目前同步整流应用中抑制shoot-through的关键指标，采用SGT结构，可以获得更低的CGD/CGS比值。
图4：Trench MOS和SGT MOS栅电荷对比
优势3：更好的EMI优势
SGT MOS结构中的内置电阻电容缓冲结构，可以抑制DS电压关断时的瞬态振荡，如下图5中，开关电源应用中，SGT结构中寄生的CD-shield和Rshield可以吸收器件关断时dv/dt变化带来的尖峰和震荡，进一步降低应用风险。
图5：SGT MOS built-in Sunbber结构
值得一提的是，依托本土庞大的中压MOSFET市场需求，国产器件在中低压领域替换进口品牌的潜力极大，维安在高功率密度、低内阻的SGT MOSFET上面进行积极布局，结合市场和客户的需求，在产品工艺、封装上持续创新。
针对不同的应用场景，在产品系列、规格尺寸上推荐选型如下：
（1）PC、笔电、无线充电等
（2）PD、适配器同步整流
（3）BMS及电机控制
（4）通讯电源、5G基站
维安(WAYON)是电路保护元器件及功率半导体提供商。WAYON始终坚持“以客户为导向，以技术为本，坚持艰苦奋斗精神”的核心价值观。致力于通过技术创新引领市场，努力成为全球电路保护元器件及功率半导体的领先品牌。
史海拾趣
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