【经验】以SGT LR018N10S10为例，说明如何降低导通电阻和寄生电容？

时间： 2023-10-08 来源：龙夏电子

代理服务

技术支持

现货查询

批量订货

功率MOSFET管,SGT结构功率MOSFET管,LR018N10S10,龙夏电子

为了提高电源系统效率，降低导通损耗，使用低导通电阻沟槽结构功率MOSFET管，内部芯片面积就会增加；芯片面积增加，栅极和漏极面积都会增大，寄生电容Crss、输入电容Ciss和输出电容Coss都会增大，在高频工作时候，功率MOSFET管开关损耗、驱动损耗都会急剧增加。功率MOSFET管导通电阻RDS(on)和寄生电容是相互矛盾参数，为了减小导通电阻，就必须增加硅片面积；硅片面积增加，寄生电容就会增加，因此对于一定面积硅片，只有采用新工艺技术，才能减小寄生电容。

功率MOSFET管开关损耗主要与Crss、即漏极和栅极电荷Qgd相关，如果减小漏极和栅极相对区域产生的电荷，就可以减小电容Crss值。最为直接方法就是：在沟槽结构MOSFET管栅极沟槽最下面，也就是沟槽底部，引入一个低电位结构，这样，沟槽底部栅极氧化层外面N-外延层中，在反偏状态下，这种结构会辅助由P-Body和N-Epi构成PN结J1进行横向耗尽，形成电场强度更均匀分布耗尽层，从而实现更高击穿电压。这种结构栅漏电容Cgd大部分被转化为栅源电容Cgs，相当于降低漏极和栅极相对区域产生的电荷，从而极大减小寄生电容Crss值，提高功率MOSFET管开关速度。

将沟槽中填充多晶硅，分为上、下二部分，二部分之间用氧化层彼此隔离。下面部分连接到源极，上面部分连接到栅极，就可以实现上面结构和功能。这种结构在普通沟槽结构栅极与漏极之间加了一个屏蔽层，称为屏蔽栅技术Shielding Gate Technology，这种结构普通沟槽结构栅极分开为上、下二部分，也称为隔离栅技术Split Gate Technology。这种技术二种名称英文缩写相同，因此，统一称为SGT技术。

工艺设计时屏蔽栅可以使用上下结构，也可以使用左右结构。使用上下结构屏蔽栅单元尺寸（沟槽宽度）可以做的更小，主要用于低压功率MOSFET管；左右结构需要较宽沟槽，制作沟槽深度更深，电荷平衡效果更强，能够在更深区域提高电场，主要用于中压功率MOSFET管。

SGT结构功率MOSFET管极大降低漏极栅极米勒电容Crss（Cgd），减少开关过程中米勒平台持续时间，降低开关损耗，器件可以工作在更高频率。这种结构在沟槽底部栅极氧化层外面N-外延层中形成耗尽层，把附近N-外延层电场抬高，将普通沟槽结构N-外延层中三角形电场，变为梯形电场，从而大幅提高器件耐压。

N-外延层为低掺杂，P-体区为高掺杂，功率MOSFET管漏极和源极加上电压，产生耗尽层时，耗尽层在P区扩散距离非常小，在外延层N-区扩散距离大，因此，可以认为耗尽层基本在外延层N-区扩散，器件耐压主要由外延层N-区承受。PN结结合面处，电场强度最大，电场强度沿着外延层N-向着衬底方向逐渐降低，器件耐压就是电场强度对耗尽层长度积分，也就是耗尽层长度和对应电场强度的曲线所包围面积。

外延层厚度相同时，SGT结构功率MOSFET管内部为梯形电场，电场强度更高，耐压更高。对于相同耐压，SGT结构功率MOSFET管可以使用更薄外延层，外延层越薄，RDS(on)越低；更薄芯片更有利于内部沟道和外延层电阻产生热量传导出来，降低芯片热阻。目前，中、低压功率MOSFET管中，SGT技术取代沟槽结构，应用中占主导地位，实现开关电源和电力电子系统进一步向高频、高效率和高功率密度的技术方向发展和提高。

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 0
| 转发至：

本文由洛希转载自龙夏电子，原文标题为:【经验】以SGT LR018N10S10为例，说明如何降低导通电阻和寄生电容，本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。

全部评论（0）

暂无评论

【经验】如何消除JEFET效应？以Trench MOSFET LR025N04T3为例说明

垂直导电平面结构功率MOSFET管水平沟道直接形成JFET效应，如果把水平的沟道变为垂直沟道，从侧面控制沟道，就可以消除JFET效应。沟槽结构功率MOSFET管漏极和源极电压，依然由低掺杂N-外延层所承担，电压越高，外延层厚度越大，外延层电阻和器件耐压的2.5次方成正比，外延层电阻是影响总导通电阻主要因素之一。

2023-09-27 - 设计经验代理服务技术支持现货查询批量订货

【技术大神】直流电路防反接电路设计与分享

本文是根据笔者自身的经验给大家介绍几种防反接保护电路的设计方法。

2016-11-15 - 设计经验

功率半导体损坏机理——热击穿

要探讨功率半导体损坏，不得不提到一个名词：本征载流子浓度，高温造成功率半导体损坏的罪魁祸首就是器件里的存在的本征载流子浓度。一、本征载流子：分析半导体材料则要分析到半导体能带，能带是量子力学产物，简单来说能带是由能级分化而来，分立状态下的原子核外层电子是分能级的。

2023-11-30 - 设计经验代理服务技术支持现货查询批量订货

LR018N10S10 N-MOSFET TOLL 100V,320A,1.55mΩ

型号- LR018N10S10

2022-12-10 - 龙夏电子 - 数据手册 - Rev:1.0 代理服务技术支持现货查询批量订货

推进BMS保护板、锂电储能、电机控制器中低压MOSFET应用，龙夏电子授权世强硬创全线代理

龙夏电子依托世强硬创平台共同为下游用户提供中低压 MOSFET、IGBT, SBD 的晶圆和成品、TMBS等全线产品。

2023-06-05 - 签约新闻代理服务技术支持现货查询批量订货

龙夏电子SGT MOSFET选型表

龙夏电子提供如下参数的100V-SGT：BVDSS：100；ID：80-320A；Rontyp：1.55-6.7mΩ；VTH:2.3-3；EAS：462.25-2070.25mj；Rg：0.33-3；Ciss：3647.563-15016；Coss：387.9836-2700；Crss：16.7671-1738

产品型号	品类	状态	BVDSS(V)	ID（A）	Rontyp(mΩ)	VTH(V)	EAS(L=0.5mH VD=48V VG=10V)(mj)	Rg(Ω)	Ciss(pF)	Coss(pF)	Crss(pF)
LR016N08S10	MOSFET	MP	80	360	1.27	3	2704	1.8	14140	2259	61

选型表 - 龙夏电子立即选型

龙夏电子（Long-Tek）MOSFET（成品）选型表

目录- T-MOS成品 SGT

型号- LM90N03T4,LM90N03T8,LR012N04T10,120N95S3,120N95S2,LR037N10S10,LR072N10SL4,LR055N95S3,LR052N10S2,LM150N03T4,LR016N95S10,80N95S4,LM150N03T8,LR022N10S1,LR030N10S3,LR046N08SA2,LR022N10S0,LR025N04T3,LR062N08SL8,LR046N08SA10,LR063N08S2,LR049N08SA4,LR049N08SA3,LR016N08S10,LR053N95S3,LR072N09S8,LR072N09S3,LR022N08S3,LR020N04T10,LR015N04T0,LR020N04T0,LR023N04T2,80N08S4,LR027N10S2,LR038N10S2,LR060N08S3,LR012N04S10,100N08S8,LR040N10S3,LR032N08S10,LR055N10S3,LR037N10S0,LR022N04T8,LR041N08SA3,LR052N95S2,LR020N08S0,LR022N10S10,LR032N10S10,LR065N08S3,LR078N10S4,LR052N95S8,LR020N08S2,LR020N08S1,LR052N09S2,LR069N09S2,LR055N09S3,LR038N08S1,LR038N08S2,LR038N08SA10,LR032N08S1,LR035N08S3,LR045N10S1,90N08S8,LR032N08S0,LM80N03T4,LR045N10S3,LR018N10S10,LR042N10S2,LR067N08S8,LR032N08S2,LR067N08S4,LR074N09S4,LR020N08S10,LR051N95S2

2023/4/17 - 龙夏电子 - 选型指南代理服务技术支持现货查询批量订货

龙夏电子（Long-Tek）中低压MOSFET和TMBS（沟槽肖特基二极管）选型指南

目录- 公司简介技术路线和应用领域介绍 MOSFET/TMBS 产品技术介绍 MOSFET/TMBS 产品列表品质管理和测试设备介绍

型号- LD40N45SMS9,LR012N04T10,LR037N10S10,D10N45IG,D14N45I,LD10N4512,M17N80S,D13E45SEG,LR055N95S3,D161N45P,D16E45SEG,D10N45IU,LD40N45I2,D26E45SEG,D100N45P,LR030N10S3,LR046N08SA2,LR025N04T3,M10N100SC,LR049N08SA4,M26N100S,LR049N08SA3,LR016N08S10,LR053N95S3,M28N90S,D10N45I,LR022N08S3,D74N100T,M56N40T,LR023N04T2,M36N100,LR027N10S2,M26N95SA,LR038N10S2,LD50N45SOS9,LD20N45SHS6,LR012N04S10,LD40N45SNS9,LR040N10S3,LD35N45SMS6,LR032N08S10,D45N100T,D13N45IA,LR037N10S0,LR022N04T8,D324N45P,LD50N45SLD9,LD40N45SKD2,LR020N08S0,D13N45IU,LR022N10S10,M21N95SA,LR078N10S4,LD20N45SHS2,LD20N45SHS3,LR020N08S2,LR020N08S1,LR052N09S2,M17N100SF,LR055N09S3,D16E45SE,D23N45IU,D19E45SEG,LR038N08S1,D19E45SE,LR038N08S2,LR038N08SA10,LD25N45SHD9,LR032N08S1,LR035N08S3,LR032N08S0,LR018N10S10,LR067N08S8,LR032N08S2,LD30N100T3,LR067N08S4,M17N100S,LR074N09S4,LR020N08S10,D13E45SD,D23N45IM,LR051N95S2,M21N80SA,M36N95S,D23N45IL,LR072N10SL4,LD45N45SOS6,D36N68TG,LD30N45SLS9,M31N80SA,D50N100S,LR052N10S2,LD50N45SKD9,LR022N10S0,LR046N08SA10,LR063N08S2,TSR40L100CTF,LR072N09S8,LR072N09S3,D23N45I,D14N45IU,LR020N04T10,LR015N04T0,LR020N04T0,M26N40S,M31N95SA,M28N95S,M36N68TN,LD20N100T3,LD30N45SKS6,D37N100T,LD30N45SKS2,LD30N45SKS3,LD30N45SKS9,LR055N10S3,LR041N08SA3,D11N45S,LR049W08S1,LD25N45SJS6,LR032N10S10,LR065N08S3,M36N80S,LD25N45SJS2,LR052N95S8,M10N80S,M26N80SA,LR069N09S2,LR045N10S1,D250N45P,LR045N10S3,D27N100T,LR042N10S2,D11N45SU,D13N45I,LM120N08S1,LD10N100T2,LD10N100T3

2023/4/17 - 龙夏电子 - 选型指南代理服务技术支持现货查询批量订货

一文介绍封装工艺

本文龙夏电子介绍封装工艺，封装工艺包含背面研磨(Back Grinding)、划片(Dicing)、芯片键合(Die Bonding)、引线键合(Wire Bonding)及成型(Molding)等步骤。

2023-10-25 - 技术探讨代理服务技术支持现货查询批量订货

探讨SGT MOSFET击穿电压BV

反向击穿电压是功率器件最重要的电学参数之一，限制了器件正常工作状态下能承受的最大反向电压。与传统VDMOS相比，同等反向耐压下SGT MOSFET的外延层掺杂浓度更高，导通损耗更小。

2023-10-18 - 技术探讨代理服务技术支持现货查询批量订货

全球有多少座8英寸碳化硅厂？

8英寸碳化硅时代的脚步已无比临近，本文将对全球碳化硅芯片厂以及我国碳化硅产业链企业进行盘点，进一步廓清碳化硅产业未来发展趋势。

2024-11-27 - 行业资讯代理服务技术支持现货查询批量订货

SGT电容的组成部分介绍

SGT和普通MOSFET一样，其寄生电容分为三大部分：栅源电容CGS，栅漏电容CGD以及漏源电容CDS（也可分为输入电容Ciss和输出电容Coss）。栅源电容CGS分为四部分，主要由栅极与源电极之间的电容CGS1，栅极与N+源区之间的电容CGS2，栅极与P型体区之间的电容CGS3，以及栅极与屏蔽栅（与源极共端）之间的电容CGS4。