SJ-MOS與VDMOS動態(tài)性能比較

引言：

為了打破傳統(tǒng)的VDMOS工藝MOS導通電阻與反向擊穿電壓之間制約，半導體物理學界提出的一種新型MOS結構，稱為Super Junction MOS(以下簡稱SJ-MOS),其導通電阻與反向擊穿電壓的約束關系由之前的Ron∝ 提升為準線性 即在較高反向擊穿電壓的同時，其導通電阻大大降低，這些靜態(tài)參數(shù)的改善以及在應用電路中的性能大家都比較熟知，實際上，MOS產(chǎn)品在實際應用電路中的性能更大程度上決定于其動態(tài)參數(shù)特性，那么SJ-MOS在動態(tài)參數(shù)方面表現(xiàn)如何呢?本文通過對SAMWIN公司SJ-MOS產(chǎn)品SW10N60A(600V)與對應VDMOS產(chǎn)品SW10N60動態(tài)參數(shù)的實際測試，并結合該產(chǎn)品實際工藝特性，分析比較出SJ-MOS和VDMOS在動態(tài)參數(shù)方面的性能優(yōu)劣。

1. 動態(tài)參數(shù)比較

1.1. 開關時間比較

眾所周知，MOS是柵壓控制漏源導通或關斷型器件，人們利用這一特性多將MOS作為電子開關用于開關電源電路中，但MOS結構中寄生電容的存在，使其在導通或關斷時有一定延時，如圖1所示。這個延時在MIL-STD-750E中被定義為Tdon，Tr，Tdoff，Tdoff四個參數(shù)表示，為了適應開關電源日益高頻化的發(fā)展趨勢，希望MOS自身的開關時間越小越好，MOS開關時間和寄生電容有很大的關系，寄生電容越大開關時間越大，而寄生電容很大程度上又取決于芯片的大小，芯片越小寄生電容越小。在SJ-MOS結構中，由于深入NEPI層的P型柱區(qū)允許通過的電流密度很大，利用這一特性，SAMWIN公司在SW10N60A設計階段，保證其設計電流（10A）不變的情況下，將其芯片面積縮小為傳統(tǒng)VDMOS工藝產(chǎn)品SW10N60的1/3, 從而大大提升了開關特性，為了直觀的得到這兩種產(chǎn)品開關特性的差異，依據(jù)MIL-STD-750E測試標準在我司ITC57300動態(tài)參數(shù)測試儀上測試其開關時間參數(shù)，得到表1所示SW10N60A vs. SW10N60開關時間測試結果和圖2所示SW10N60A vs. SW10N60開關時間測試波形，我們發(fā)現(xiàn)SW10N60A開關特性明顯優(yōu)于SW10N60，

圖1:理想狀態(tài)與實際狀態(tài)的開啟和關斷波形

表1:SW10N60A vs. SW10N60開關時間測試結果

圖2:SW10N60A vs. SW10N60開關時間測試波形圖